Velmi užitečné genetické smetí

Pryč jsou doby, kdy jsme si lámali hlavu nad nekódujícími sekvencemi v DNA. Takovými, které nevytvářejí funkční bílkovinu. Tohoto „smetí“ bylo zkrátka příliš moc, než aby bylo jednoduše k ničemu. Jedna věc je ale tušit a druhá věc ukázat, jak přesně to funguje. V nedávné době se však objevily dvě práce, kterým se podařilo poodhalit, k čemu to vše je, a navíc každá k tomuto problému přistoupila trochu jinak.

První pochází od L. A. Pennacchiho a jeho týmu z Kalifornské univerzity. Pohrávali si s jedním z tradičních modelů vývojové biologie, obratlovčí končetinou. Zaměřili se na gen Gli3, o kterém se ví, že způsobuje zmnožení počtu prstů, polydactylii. Rozšířili svou pozornost i na dvě známé regulační sekvence genu Gli3 čili na úseky, které řídí přepis genu, ale samy se na skladbě výsledné bílkoviny nepodílejí. Jedna sekvence je před genem a druhá za ním. Oba kontrolní úseky vyřadili metodou CRISPR-Cas9. Tím nejen navodili stav podobný vyřazenému genu, ale různými kombinacemi funkčnosti všech tří komponent byli schopni dosáhnout mnohem jemnější škály fenotypů než jen při prostém vyřazení Gli3. To podtrhuje důležitost těchto úseků DNA v evoluci znaků a také zdůrazňuje, že dívat se jen na varianty samotného genu zdaleka nestačí.

Druhá práce je detektivní cestou do struktury dlouhých nekódujících RNA (lncRNA). Tyto molekuly jsou sice zakódovány v DNA, ale neslouží jako návod pro tvorbu bílkoviny. Jako svébytné jednotky však mohou ovlivňovat funkční geny. Tým H. Kaessmanna z univerzity v Heidelbergu se pustil do masivního mapování lncRNA u 7 druhů (kura domácího a 6 savců včetně člověka). Ukázali, že lidé mají přes 21 000 jedinečných lncRNA, které jsou odlišné od týchž úseků u nejbližšího zkoumaného druhu – makaka. Síla lncRNA ve speciaci, tj. tvorbě nových druhů, se ukazuje tím, jak masivně jejich jedinečnost narůstá směrem k jednotlivým druhům. A nejen to. Pokud se podíváme na jejich expresi během vývoje organismu, vidíme, jak postupuje od těch nejstarších a široce exprimovaných v raných fázích životního cyklu k těm novějším a orgánově specifičtějším ve fázích pozdějších.

Marná sláva, regulovat je potřeba. Alespoň ve vývoji.

Osterwalder M. et al.: Nature, 2018, DOI: 10.1038/nature25461; Sarropoulos I. et al.: Nature, 2019, DOI: 10.1038/s41586-019-1341-x