Az ELTE Biológiai Fizikai Tanszékének kutatói nemzetközi együttműködés során megvizsgáltak két, látszólag nagyon különböző, ám valójában meglepően közeli rokon többsejtű csoport: az állatok és gombák evolúciós eredetét.
Munkájukban a mai genetikai sokféleséget felhasználó, az ELTE-n fejlesztett számítógépes modelleken alapuló evolúciós rekonstrukciót mutatnak be, írja az ELTE tudományos portálja. Az állatok és a gombák ugyanannak a kiterjedt családnak, az úgynevezett eukarióta szupercsoportnak a tagjai, azaz sokkal közelebbi rokonai egymásnak, mint bármelyikük a növényeknek.
A kutatók szerint nehéz volt rájönni, miként fejlődött ki ugyanazon eukarióta szupercsoporton belül két ilyen mértékben eltérő példa a komplex többsejtűségre, ugyanis nem állt rendelkezésükre részletes fosszíliamaradvány az állatok és gombák őseinek a szétválásának idejéből.
A mára már egyre nagyobb mennyiségben rendelkezésre álló teljes
genomszekvenciák segítségével tudtak a korábbinál pontosabb és részletesebb választ adni az evolúció egyik alapvető kérdésére.
A genomszekvencia egy élőlény teljes "tervrajzát", köztük minden génjét tartalmazó teljes genetikai szöveg hatékony elemzésére képes számítási módszer.
A kutatók tehát több állat- és gombafaj teljes genomszekvenciáját vizsgálták, ezek genetikai szövegéből kiindulva az egyes gének evolúciós történetét visszakövetve százmillió éves távlatokban rekonstruálták a két csoport evolúcióját.
"Módszertani szinten két olyan tényező van, ami jelenleg nagy hatással van az evolúcióbiológiai vizsgálatokra: az egyik, hogy jelenleg sokkal könnyebb teljes genomszekvenciákat előállítani szinte bármely élőlény esetén, a másik pedig, hogy sokkal szofisztikáltabb és hatékonyabb evolúciós modelleket vagyunk képesek kiszámolni és ezekkel a rendelkezésre álló szekvencia adatokat elemezni" – magyarázza Szöllősi Gergely, az ERC GENECLOCKS és MTA-ELTE Lendület Evolúciós Genomika kutatócsoportok vezetője, az ELTE Biológiai Fizika Tanszékének egyetemi adjunktusa.
Az eredmény alapján a mai állatok és gombák közötti genetikai különbségek az evolúció korai szakaszában elkezdődött fokozatos változások következményei, amik a két csoport leszármazási vonalának több, mint egymilliárd évvel ezelőtti elágazása után indultak be.
Ez meglepett minket, mert azt várhattuk, hogy mind az állatok, mind a gombák esetében a többsejtűség megjelenésével egy időben következett be a genetikai változások többsége. Valójában azonban ennek az ellenkezőjét figyeltük meg: a genetikai változások nagy része mindkét csoport esetében a többsejtűség kialakulása előtt történt" – mondta Eduard Ocaña-Pallarès, az ELTE Biológiai Fizika Tanszékének posztdoktori kutatója.
A kutatók szerint az állatok kifejlődéséhez vezető leszármazási vonal olyan géneket halmozott fel, amelyek később elengedhetetlenné váltak az állati soksejtűségéhez. Ezzel szemben a gombák ősei folyamatos "genetikai veszteségeket" szenvedtek el, ami genetikai képességeiket a metabolikus sokféleség irányába tolta. Ez az eltolódás tette lehetővé a gombák számára, hogy hatékonyan alkalmazkodjanak és maradjanak fenn a legkülönfélébb környezeti feltételek mellett.
"A lehető legjobb döntés volt, hogy Barcelonából Magyarországra költöztem és csatlakoztam az ELTE Fizikai Intézetében működő ERC GENECLOCKS kutatócsoporthoz. Barcelonai doktori munkám során rengeteg genomadatot vizsgáltam, de ezek részletes elemzésére nem volt lehetőségem. Úgy döntöttem, hogy Szöllősi Gergely csoportjában folytatom a kutatásaimat, mivel tudtam, hogy az ELTE-n az ősi géntartalmak rekonstrukcióját lehetővé tévő legmodernebb számítógépes modelleket fejlesztik. Ez a döntés kulcsfontosságú volt a projekt sikere szempontjából" – mondta Eduard Ocaña-Pallarès, az ELTE Biológiai Fizika Tanszékének posztdoktori kutatója.
"Ez a munka kiváló példa arra, hogy külföldi együttműködések hogyan pezsdítik fel a hazai tudományt és vezetnek tudományos kiválósághoz" – tette hozzá Szöllősi Gergely.