Kompletný genóm „čeľustí“

Azda nijaký žijúci predátor nenaháňa ľuďom taký strach ako antagonista kinohitu Stevena Spielberga z roku 1975. Atrapa žraloka z hollywoodskeho trháka reprezentovala prerasteného, no inak anatomicky verného žraloka modrého (Carcharodon carcharias), známeho aj ako „veľký biely žralok“ (v angl. great white shark). Žralok modrý je fascinujúci živočích, o ktorého ekológii a správaní vieme stále žalostne málo. Istým prelomom je preto prečítanie kompletného genómu tohto vrcholového predátora morí a oceánov.

Medzinárodný tím amerických a európskych vedcov zistil, že genóm žraloka modrého je pozoruhodne rozsiahly – pozostáva z 4,63 Gbp (giga base pairs; milliard párov báz), je teda o polovicu väčší než genóm človeka. Veľkosť genómu do značnej miery ovplyvňuje vysoký počet opakujúcich sa sekvencií, ktoré tvoria 58 % celkového genómu. Vykazuje históriu pozitívnej selekcie pre gény súvisiace s ochranou genómovej stability. Tieto gény predstavujú obranný mechanizmus voči hromadeniu poškodených úsekov DNA a napomáhajú tak udržať integritu genómu.

Rozsiahle genómy sú zvyčajne náchylnejšie na poškodenie DNA. Genóm žraloka modrého podporuje hypotézu, že organizmy s veľkými genómami sa adaptovali na vyššie riziko poškodenia DNA prostredníctvom evolúcie génov zvyšujúcich genómovú stabilitu. Vedci objavili aj vysoké množstvo tzv. LINE (long interspersed nuclear elements) zložiek. LINE elementy sú typom retrotranspozónov, ktoré destabilizujú genóm tvorením dvojvláknových zlomov DNA. Práve ich proliferácia mohla pôsobiť na pozitívnu selekciu stabilizačných génov. Nestabilný genóm má súvis s rozvojom nádorových ochorení. Riziko nádorového bujnenia sa dokázateľne zvyšuje pri organizmoch s vyšším počtom buniek (a tým aj väčším telom) a dožívajúcich sa vysokého veku. Možno bol práve vývoj genetických elementov stabilizujúcich genóm kľúčovou adaptáciou, ktorá žralokovi modrému otvorila cestu k dlhovekosti a veľkým telesným rozmerom. Podobné genetické adaptácie má aj najväčšia recentná paryba vôbec – žralok veľrybí (Rhincodon typus).

Výskumníci pracujúci so žralokmi v teréne dobre vedia, že tieto živočíchy sa dokážu vyliečiť aj z veľmi vážnych poranení. Vďačia za to génom kódujúcim významné dráhy zodpovedné za regeneráciu tkanív. Očakávame, že ďalší výskum žraločích genómov prinesie informácie neoceniteľné pre medicínske odbory vrátane poznatkov, ktoré by mohli pomôcť v boji proti rakovine a chorobám súvisiacim s vysokým vekom a inovatívnym metódam pri liečbe poranení. „Čeľuste“ možno raz nebudú symbolizovať smrteľné nebezpečenstvo, ale záchranu ľudských životov.

Marra N. J. et al., PNAS, DOI: 10.1073/pnas.1819778116