Molekularni biolozi s “Ruđera” prvi put opisali genetičke elemente jedanaest vrsta školjkaša

ZAGREB – Tim molekularnih biologa Instituta Ruđer Bošković (IRB) je, u suradnji s kolegama sa španjolskog Sveučilišta u Vigu i talijanskog Sveučilišta u Bologni, po prvi puta opisao genetičke elemente kod čak jedanaest vrsta školjkaša koji imaju značajnu ulogu u restrukturiranju genoma domaćina. Ovi rezultati bi mogli pomoći u rasvjetljavanju važnih bioloških pitanja vezanih uz ulogu nekodirajućih ponovljenih sekvenci DNA u strukturiranju i evoluciji genoma ovih gospodarski i ekološki važnih organizama. Rezultati istraživanja su objavljeni u uglednom znanstvenom časopisu Scientific Reports, članu izdavačke skupine Nature.

Živimo u razdoblju sekvenciranja genoma kad su genomi mnogih organizama, pa tako i ljudskog, već dešifrirani. Zanimljivo je da je tijekom tog procesa otkriveno da geni tvore tek maleni dio ukupnog sadržaja genoma, odnosno tek dva do tri posto. Znanstvenici su i prije sekvenciranja genoma znali da u njemu postoje dijelovi koji nisu geni, a kako je funkcija tog velikog dijela genoma bila potpuno nejasna znanstvenici su ga nazvali ‘genomsko smeće’ ili ‘junk DNA’.

– Ovaj dio genoma, kasnije nazvan nekodirajuća DNA, sadržava vrlo raznolike sljedove DNA koji su vrlo često prisutni u velikom broju ponavljanja i skloni dinamičnoj evoluciji. Nekodirajuća DNA se sve intenzivnije istražuje pa je dokazana njezina važnost u mnogim procesima presudnima za pravilno funkcioniranje stanice i organizma kao i povezanost s nekim bolestima te utjecaj na evoluciju genoma – objašnjava glavna autorica rada dr. sc. Eva Šatović iz Laboratorija za strukturu i funkciju heterokromatina IRB-a.

– Naša grupa koncentrirana je na istraživanja više različitih vrsta nekodirajućih sekvenci, satelitnih DNA i pokretnih genetičkih elemenata i to s aspekta porijekla, strukture i evolucije ovih sekvenci u genomima raznih modelnih organizama iz grupe beskralješnjaka, a među kojima su i školjkaši koje smo istraživali u ovom radu – navodi dr. sc. Miroslav Plohl, voditelj Laboratorija za strukturu i funkciju heterokromatina IRB-a u kojem je provedeno istraživanje te jedan od glavnih autora na radu.

Naime, školjkaši su skupina organizama još uvijek slabo okarakterizirana na genomskoj razini. Međutim, u novije vrijeme ovi su organizmi postali predmetom istraživanja znanstvenika diljem svijeta što potvrđuje i brzo-rastući broj sekvenciranih genoma školjkaša i to zahvaljujući njihovom gospodarskom potencijalu i ekološkoj važnosti.

– Ovi organizmi su od izrazite komercijalne važnosti u akvakulturi zbog svoje visoke nutritivne vrijednosti, a s ekološkog aspekta zanimljivi su i zato jer se među njima mogu naći invazivne vrste – objašnjava dr. Šatović.

U sklopu ovog istraživanja tim znanstvenika je kod školjkaša otkrio po prvi puta opisao pokretni genetički element, takozvani ‘TRIM’ (eng. Terminal-Repeat Retrotransposon in Miniature).

– Ovi pokretni genetički elementi se ubrajaju u skupinu retroelemenata, a poznati su po tome da vrlo aktivno utječu na restrukturiranje genoma domaćina. Osim ugradnje u različite dijelove genoma, oni mogu tvoriti i veoma duge uzastopne nizove, sudjelovati u rekombinacijskim procesima, a sami mogu poslužiti i kao ciljna mjesta za daljnje umetanje drugih pokretnih elemenata. Kod nekih organizama moguće ih je koristiti i kao biljege za razlikovanje vrsta – navodi dr. Šatović.

Naime, iako rasprostranjeni kod biljaka, do sada su ovi retroelementi bili poznati svega kod tri skupine animalnih organizama. U radu je donesena prva prijava i opis tih elemenata kod jedanaest vrsta školjkaša, u okviru dugogodišnjeg rada glavnih autora, dr. sc. Eve Šatović i dr. sc. Miroslava Plohla, na ovoj skupini organizama.

TRIM elementi opisani u ovom radu pokazuju veoma dugu evolucijsku očuvanost, procijenjenu na 540 milijuna godina, a postoje naznake da u rasprostranjenju ovog elementa sudjeluje i mehanizam horizontalnog prijenosa genetičkog materijala između vrsta.

U sklopu ovog istraživanja, mag. Andrea Cedilak, izradila je svoj diplomski rad u Laboratoriju za strukturu i funkciju heterokromatina pod vodstvom dr. Šatović. Andrein interes za znanošću se nastavio na Zavodu za molekularnu biologiju IRB-a, u Laboratoriju za molekularnu i staničnu biologiju, gdje je Andrea započela izradu doktorata.

– Dugogodišnja suradnja Laboratorija za strukturu i funkciju heterokromatina s kolegama iz Španjolske i Italije već je rezultirala s nekoliko zajedničkih publikacija i kratkih studijskih boravaka, a vjerujemo i u uspješni nastavak znanstvene suradnje. Nadamo se da će ova, kao i nastavna istraživanja, pomoći u rasvjetljavanju važnih bioloških pitanja vezanih uz ulogu nekodirajućih ponovljenih sekvenci DNA u strukturiranju i evoluciji genoma ovih gospodarski važnih organizama. – zaključuje dr. sc. Miroslav Plohl

D.G.

PROČITAJTE JOŠ:

REVOLUCIJA IZ “RUĐERA” Bioaktivni spojevi iz Jadranskog mora za industriju budućnosti

Znanstvenici s Ruđera na tragu rješenja zagađenja mora teškim metalima?