Genomul de marsupial ne ajuta sa-ntelegem evolutia mamiferelor

Pentru a intelege evolutia mamiferelor, geneticienii trebuie sa compare codurile genetice ale diferitelor mamifere cu cele ale pestilor si pasarilor. Insa codurile genetice ale celor mai multe mamifere sunt prea asemanatoare intre ele fata de cat de diferite sunt de cele ale pestilor si pasarilor. Cu toate acestea, marsupialele si monotremele (care fac oua) sunt niste mamifere primitive, care permit asemenea comparatii. Ele sunt suficient de diferite de alte mamifere precum noi insa, in acelasi timp, sunt suficient de asemanatoare cu pestii si pasarile. (Singurele monotreme care mai exista astazi sunt platipusul si echidna.)

O echipa internationala condusa de Kathy Belov de la Facultatea Veterinara a Universitatii din Sydney a analizat codul genetic al marsupialelor pentru prima data. Ei s-au concentrat asupra evolutiei sistemului imunitar si au folosit secventele genetice luate de la oposum, un marsupial care traieste in America de Sud.

"Interesul fata de codurile genetice ale marsupialelor si ale monotremelor este generat de pozitia lor importanta in cadrul evolutiei vertebratelor", a spus Belov. "Comparatia intre genele mamiferelor placentare, precum omul sau soarecele, nu este foarte eficienta, din cauza ca genele lor sunt atat de asemanatoare incat este greu sa vedem ce regiuni au ramas neschimbate, pentru ca joaca un anumit rol. Pe de alta parte, comparatia dintre animale indepartate, precum omul si gaina, este dificila din cauza ca sunt atat de diferite."

"Marsupialele si monotremele sunt intermediare. Pot fi aliniate usor cu genomurile mamiferelor placentare, dar, in acelasi timp, sunt suficient de diferite de ele incat sa putem descoperi care secvente au functii importante si, prin urmare, s-au pastrat pentru o perioada lunga de timp. Monotremele s-au desprins de restul mamiferelor acum 210 milioane de ani. Marsupialele s-au desprins de grupul principal (placentar) acum aproximativ 180 de milioane de ani."

Belov si echipa ei au descoperit ca, in timp ce marimea si complexitatea unui grup important de gene ale sistemului imunitar (numite MHC) din oposum este mai apropiat de cel al mamiferelor placentare, organizarea sa este mai apropiata de cea a pestilor si pasarilor. La mamiferele superioare, MHC este responsabil pentru producerea anumitor proteine folosite de organism pentru a-si identifica propriile celule de celulele invadatoare (precum microbii). Fiecare celula poarta aceste proteine ca pe niste ecusoane pe care scrie "Eu sunt in regula, lucrez aici", ceea ce le protejeaza de a fi distruse de sistemul imunitar.

Beloy explica: "Indiciile pe care le-am scos la iveala uitandu-ne la diferite genomuri ne ajuta sa intelegem in ce fel a evoluat sistemul nostru imunitar, de la formele relativ simple ale vertebratelor inferioare precum pestii sau pasarile la cele mult mai complexe, precum ale noastre. Analiza genelor MHC ale oposumului ne-a permis sa deducem cum aratau genele MHC la mamiferele primitive. Credem ca acestea aveau mai multe gene imunitare incluse intr-un singur complex. Aceste gene nu se mai gasesc la modul unitar in nici un animal, ci la mamiferele moderne sunt raspandite prin diferiti cromozomi. Am denumit acest complex 'Supercomplexum Imunitar'."

"Supercomplexul imunitar" nu mai exista in genomurile moderne. O alta descoperire importanta este ca, initial, componenta MHC era inrudita cu o alta componenta critica a sistemului imunitar, numita complexul ucigas natural (natural killer complex NKC). Dupa toate aparentele, MHC si NKC s-au separat la un moment dat de-a lungul evolutiei.

Photo credit: Belov et al.

RESURSE

Un sistem imun alternativ

Meduze gigant invadeaza Japonia

Stramosii nostri chiar respirau prin urechi?

Cum le-au crescut pestilor picioare?

De ce este impartit creierul in materie alba si cenusie