Journal @ RupertoCarola - Heidelbergi Egyetem
A méhkirálynők és a dolgozók körülbelül 550 gén kémiai jelölésében különböznek egymástól, amelyet a német rákkutató központ (DKFZ) tudósai nemrég fedeztek fel ausztrál kollégáikkal együtt. A rákkutatók a méhet (fotó: Tobias Schwerdt) választották vizsgálati objektumnak annak érdekében, hogy megértsék, hogyan fejlődhetnek az azonos genetikai szekvenciával rendelkező szervezetek nagyon különbözőképpen. Ennek oka, hogy az egészséges és a rákos sejteknek ugyanaz a genomjuk, de eltérő tulajdonságokkal bírnak.
Nehéz elhinni, hogy ugyanahhoz a fajhoz tartoznak: a nagy, hosszú életű méhkirálynő egész életében elfoglalt, utódokat hozva. A sokkal kisebb munkás viszont ételt gyűjt, rendben tartja a kaptárat, ápolja és eteti a fiókot - de ő maga is steril.
És mi a rákkutató érdeklődése a méhek iránt? „A rákos sejtek és az egészséges sejtek azonos genommal rendelkeznek, de teljesen másképp viselkednek. Ennek oka nagyrészt a különböző módon metilezett gének. A méhkirálynőknek és a munkásoknak minden külső különbség ellenére ugyanaz a genetikai felépítésük. Itt is a metilcímkék lehetnek felelősek az eltérõ fejlődésért "- magyarázza Prof. Frank Lyko.
A DKFZ-nél a tudós azt vizsgálja, hogyan szabályozzák a géneket metilcsoportokkal történő vegyi címkézés. Ez a szabályozási elv az úgynevezett epigenetikai mechanizmusok egyike: a genetikai anyag kémiai változásai, amelyek nem változtatják meg a DNS építőköveinek szekvenciáját. A sejt ezen irányítási mechanizmus révén alkalmazkodik a változó környezeti feltételekhez.
Az epigenetikus génszabályozás azonban a rákkutatók számára is nagyon gyakorlati jelentőségű: a kémiai jelöléseket gyógyszerek befolyásolhatják, ezért ígéretes célpontnak tekintik az új rákterápiák számára.
A méhkaptárban egyedül az étel határozza meg az utódok jövőjét: Ha a lárvákat pollennel táplálják, dolgozók fejlődnek. Ha méhkirálynővé érnek, csak a zsírban és fehérjében gazdag méhpempőt kapják. Ausztrál kutatók nemrég utánozták ennek a koncentrátumnak a hatását azzal, hogy kikapcsolják a méhlárvákban lévő enzimet, amely metilcsoportokkal jelöli a DNS-t. Csak a királynők fejlődtek ki ezekből a lárvákból - minden méhpempő nélkül.
Ez egyértelműen jelezte, hogy a metiljelzők döntik el a lárvák sorsát bizonyos gének aktivitásának befolyásolásával. A jelenlegi munkájuk során Lyko csapata meghatározta, hogy melyik gének teszik pontosan a méhkirálynőt. Míg a korábbi epigenetikai vizsgálatok az egyes gének metil-jelölésére összpontosítottak, a Heidelberg-csoport az ausztrál méhszakértőkkel együtt először hasonlította össze a királynők és a dolgozók teljes genomjának metilációját. "A méh kis genomjával modellként szolgált a technológia tesztelésére - most már nagy emberi genomokkal is végezhetünk ilyen vizsgálatokat" - mondja Frank Lyko, magyarázva a projekt egy másik célját.
A dúsan metilezett emberi genommal szemben a méhgenom lényegesen kevesebb metiljelet tartalmaz. A kutatók egyértelmű különbségeket fedeztek fel a dolgozók és a királynők között jó 550 génben. Ezek a gének az evolúció során gyakran nagyon konzerváltak - ez jelzi a tudósok számára, hogy fontos funkciókat látnak el a sejtben.
Lyko csapata egy korábban ismeretlen mechanizmust is felismert, amely révén a génmetilezés befolyásolhatja a tulajdonságok kialakulását: A méhekben a metiljelölők különösen gyakran a gének úgynevezett toldási pontjain helyezkednek el. A fehérje előállítására vonatkozó szerelési útmutató itt olvasható. Ha ezeket a felismerési helyeket kémiai jelöléssel felismerhetetlenné teszik, akkor a sejt módosított, más funkciójú fehérjét képes előállítani. "Eddig az volt az elmélet, hogy a génkapcsolók metiljelzői blokkolják a gének olvasását, és ezáltal eltérő jellemzőkhez vezetnek" - mondja Lyko professzor ", de most arra utalunk, hogy a méhekben újonnan felfedezett mechanizmus, szerepet játszhat a rákos sejtekben is. "