Gen, který vzal evoluci úprkem

24. září 2010

V lidské dědičné informaci odhalili genetici úsek, který se vyvíjel extrémně rychle. U zvířat se v posledních několika milionech roků choval naopak jako pecivál a evolučně se skoro nehnul z místa. Změny tohoto genu zřejmě byly klíčové pro vznik člověka a jeho úspěšnou evoluci.

Během vývoje lidského plodu se gen podílí na stavbě mozkové kůry, kde sídlí náš intelekt. Člověka určitě nevydělila ze zvířecí říše jen tato dědičná změna. Zcela jistě se však na našem evolučním vzestupu významně podílela.

Člověka vyčlenily z říše zvířat dalekosáhlé změny ve stavbě i funkci mozku. Základ pro tyto revoluční kroky evoluce leží kdesi v naší dědičné informaci. Přečtení všech tří miliard písmen lidské i šimpanzí DNA otevřelo před vědci možnost pátrat po místech, kde se lidská dědičná informace ve srovnání s DNA šimpanze nejvíce změnila. Tam někde musí ležet i dědičný základ vlastností, jež činí člověka člověkem.

Tým genetiků vedený Davidem Hausslerem z University of California v Santa Cruz proséval databáze s údaji o genomech člověka a šimpanze pomocí speciálních počítačových programů. Přitom narazil na 15 milionů míst, kde se lidská a šimpanzí DNA liší. Plných 99% těchto změn postihlo ty části DNA, které patrně nic nekódují - to znamená, že se nepřepisují z dvojité šroubovice DNA do jednoduché šroubovice ribonukleové kyseliny (RNA). RNA slouží buď jako předloha pro syntézu bílkovin, nebo plní důležité úlohy sama o sobě. Mnohé molekuly RNA patří mezi významné regulátory a řídí funkce dalších genů.

Haussler a jeho kolegové se přednostně soustředili na nepatrný zbytek míst v lidské DNA, jejichž změny se promítly do uspořádání molekul RNA. Výsledky usilovně objevitelské práce Hausslerova týmu zveřejnil prestižní vědecký týdeník Nature. Vědci srovnávali významné rozdíly lidského a šimpanzího genomu s odpovídajícími sekvencemi v dědičné informaci dalších "přečtených" tvorů, např. myši nebo kura domácího. Pátrali přitom po sekvencích, které u zvířat zůstaly víceméně stejné, ale u člověka prodělaly dramatické změny. Takových míst odhalili v lidské DNA celkem devětačtyřicet. Byla mezi nimi i sekvence, jež její objevitelé pojmenovali HAR1. Název je zkratkou anglického "human accelerated region 1" čili "lidská urychlená oblast 1". Jméno rozhodně nepřehání. Právě na tomto místě "uháněla" evoluce lidské dědičné informace, jako by jí za patami hořelo. Za miliony let vývoje, který od sebe dělí kura domácího a šimpanze, se v této oblasti uchytily jen dvě změny v pořadí písmen genetického kódu. Člověk jich za šest milionů let, jež uplynuly od našeho evolučního rozchodu se šimpanzi, nashromáždil osmnáct. Rozsáhlé změny v DNA prozrazují velmi rychlou evoluci dědičné informace. Znamená to, že tato část DNA byla pro evoluci člověka extrémně důležitá.

Vědce z Hausslerova týmu samozřejmě zajímalo, jaké úlohy sekvence HAR1 v lidském genomu plní. Ukázalo se, že je součástí většího úseku DNA, podle které se v lidských buňkách vytváří jedna z mnoha regulačních molekul RNA. Ta se objevuje v mozku plodu přednostně v některých typech neuronů a "zapíná" v nich gen, podle kterého se tvoří bílkovina zvaná reelin. Souhra regulační RNA s genem pro reelin má zásadní význam pro tvorbu kůry lidského mozku - místa, kde sedí pověstné "malé šedé buňky", jejichž práci si tak pochvaloval třeba románový detektiv Hercule Poirot.

Spustit audio