IRB: Vrhunski radovi o evoluciji genoma

Ovaj časopis rangiran je kao drugi najbolji časopis u području evolucijske biologije i ima izuzetno visok faktor utjecaja (9.872). Oba rada donose novosti u području istraživanja genoma višestaničnih organizama, koristeći kao model organizme kukce kornjaše i spužve. Današnja tehnologija omogućuje brzo i relativno jednostavno 'čitanje' genetičke informacije sadržane u strukturi, odnosno u sekvenci molekule DNK. Tako je u genomskim projektima određena sekvenca DNK mnogih organizama, uključujući i čovjeka, ali ipak je još uvijek nepoznato koja je uloga najvećeg dijela DNK molekule. Naime, geni, odnosno zapisi u kojima je sadržana informacija koja određuje izgled i funkciju organizama, čine tek oko 2 posto ukupnog genoma. Preostali sadržaj u najvećem dijelu predstavlja nepoznanicu, poput tamne materije u svemiru.

Pročitajte i ovo Zatvoren za promet Vozači, pripremite živce: Danas počinju radovi na jednoj od najprometnijih zagrebačkih cesta Ministarstvo znanosti, obrazovanja i sporta 'Ruđer' neće postati odlagalište radioaktivnog otpada

Autori rada pod nazivom 'Demosponge EST sequencing reveals a complex genetic toolkit of the simplest metazoans' su Dr. sc. Matija Harcet, dr. sc. Helena Ćetković i dipl. inž. Drago Perina iz Laboratorija za molekularnu genetiku u suradnji s profesorom Kristianom Vlahovičekom i dipl. inž. Mašom Roller s Biološkog odsjeka PMF-a u Zagrebu, te profesorom Wernerom E.G. Müllerom i dr. sc. Matthiasom Wiensom sa Sveučilišta u Mainzu. Njihova rad predstavlja prvu sustavnu studiju gena i genoma spužava. Spužve su jedna od najjednostavnijih skupina višestaničnih životinja, koje su se među prvima razvile na Zemlji. Vrlo su jednostavne građe, ne posjeduju prava tkiva ni organe (za razliku od složenijih životinja), i imaju svega desetak vrsta stanica. Upravo evolucijski položaj spužvi i njihova izravna srodnost sa zajedničkim pretkom svih životinja čine ih izuzetno zanimljivim modelom istraživanja, posebno na razini DNA.

Istraživači su ustanovili da spužve imaju složen genom koji se sastoji od neočekivano velikog broja gena koji obavljaju raznolike funkcije, a time su ukazali i na to da je složenost genoma svojstvo koje je bilo prisutno već kod zajedničkog pretka svih životinja, prije pojave drugih složenijih elemenata tjelesne građe. Nadalje, uočili su neobično veliku sličnost između proteina spužve i čovjeka što upućuje na razmjerno sporu evoluciju unutar te dvije razvojne linije te dodatno pokazali i da je u evoluciji nekih razvojnih linija unutar skupine životinja gubitak gena vrlo važan evolucijski proces.

Misteriozne sekvence DNK

Drugi rad pod nazivom 'Parallelism in Evolution of Highly Repetitive DNAs in Sibling Species', objavili su dr. sc. Brankica Mravinac i dr. sc. Miroslav Plohl iz Laboratorija za strukturu i funkciju heterokromatina IRB-a i on donosi rezultate istraživanja na misterioznim sekvencama DNK. Radi se o motivima koji se u određenim dijelovima genoma ponavljaju na desetine tisuća puta, kao kada bi se u tekstu kojega čitamo neka nerazumljiva riječ uzastopno ponavljala u dugom nizu. Takve motive nalazimo u područjima ključnim za funkcioniranje kromosoma, a time i genoma u cjelini, kao što su centromerna područja, presudna u diobi stanica. Jedna od osobitosti uzastopno ponovljenih nizova sekvenci DNA jest i ta da se razlikuju čak i među blisko srodnim vrstama i vjerojatno su odgovorne za reproduktivnu izolaciju, odnosno nemogućnost stvaranja međuvrsnih križanaca.

U objavljenom radu proučavana je struktura i evolucija uzastopno ponovljenih sekvenci DNA u genomima dviju blisko srodnih vrsta kukaca kornjaša, koje je gotovo nemoguće razlikovati po morfološkim osobinama. Autori su otkrili da razlika među vrstama postoji u sekvenci DNA dva tipa uzastopno ponovljenih elemenata, ali ne i u njihovoj organizacijskoj strukturi unutar centromernog područja. Rezultat navodi na zaključak da su ovi elementi evoluirali usporedno u obje vrste, stvarajući time komplementarne, ali ipak različite strukture. Usporedna evolucija ukazuje na selektivni pritisak koji održava moguću ulogu ponovljenih genomskih elemenata, za koje se dugo vremena mislilo da predstavljaju beskoristan genomski 'otpad'.

Posebna vrijednost ovog rada objavljenog u jednom od najprestižnijih svjetskih znanstvenih časopisa iz područja molekularne evolucije jest u tomu što je to u cjelosti 'domaći proizvod', osmišljen i izrađen u Institutu Ruđer Bošković, ističe se u priopćenju.