Sdílet
Petr Fajkus a Vratislav Peška popsali spletitou evoluci telomerázové RNA u hmyzu a zpochybnili dosavadní znalosti o evoluci TR všech živočichů
Telomerázová RNA, zkráceně TR, je speciální typ RNA (ribonukleové kyseliny), která slouží k vytváření a udržování ochranných čepiček na koncích chromozomů zvaných telomery. Výzkumný tým Jiřího Fajkuse z výzkumného institutu CEITEC Masarykovy univerzity ve spolupráci s vědci z Biofyzikálního ústavu AVČR zjistil, že v případě hmyzu z čeledi blanokřídlých, kam patří například včely nebo čmeláci, se telomerázová RNA liší od TR, která se vyskytuje u jiných živočichů. Naopak se více podobá telomerázové RNA, která se vyskytuje u rostlin a jednobuněčných organismů. Tento překvapivý výsledek naznačuje, že během evoluce členovců mohlo dojít ke ztrátě původní telomerázové RNA, která byla v případě blanokřídlého hmyzu nahrazena typem telomerázové RNA, která se vyskytuje u rostlin. Fascinující výsledky tohoto výzkumu nedávno publikoval odborný časopis Nucleic Acids Research nakladatelství Oxford Academic.
Telomeráza je nezbytná pro dlouhodobé přežití buněk a organismů. Například u člověka je její aktivita spojena s buněčnou nesmrtelností, stárnutím a vznikem rakoviny. Avšak znalosti o funkci regulace telomerázy jsou omezeny jen na modelové organismy, u kterých je složení telomerázy známo. To brání obecnějšímu pochopení a neposkytuje dostatečně reprezentativní přehled strategií udržování telomer, které se vyskytují v přírodě. Petr Fajkus, Vratislav Peška a Jiří Fajkus se svými spolupracovníky se ve svém výzkumu zaměřili právě na nalezení složek telomerázy u hmyzu, kde tyto znalosti dosud chyběly.
„Lidstvo je vysoce závislé na hmyzu, především díky jeho obrovskému přínosu k reprodukci rostlin, tím pádem i k produkci zemědělských plodin a stabilitě ekosystémů. Asi 75 % rostlin je ve své reprodukci závislých na opylovačích. Potřeba opylovačů jen k produkci zemědělských plodin vzrostla v posledních 50 letech na trojnásobek. Současně se objevují alarmující zprávy o poklesu nebo i vymírání hmyzích populací. Nově získané znalosti tak například umožní zkoumat opylovače i z hlediska telomerázy jako jednoho z faktorů podmiňujících dlouhodobou životaschopnost jejich populací,“ vysvětluje Jiří Fajkus.
Dosud známé TR u živočichů a hub jsou přepisovány ze svých genů enzymem zvaným RNA polymeráza II, zatímco TR rostlin a řady jednobuněčných organismů, nedávno popsané rovněž týmem Jiřího Fajkuse, jsou tvořeny jiným enzymem zvaným RNA polymeráza III. V nejnovější studii, kterou inicioval Petr Fajkus a Vratislav Peška, se vědci zabývali TR, které se nacházejí u velké skupiny hmyzu, kam patří například včely nebo čmeláci. „Bylo pro nás velkým překvapením, že se TR u tohoto hmyzu liší od toho, co jsme očekávali na základě evoluční historie hmyzu, tedy v rámci živočišné říše. Místo toho, aby se TR hmyzu z řádů blanokřídlých (např. čmeláků, včel, mravenců) a motýlů podobaly TR nalezeným u jiných živočichů, podobaly se překvapivě TR nalezeným u rostlin a jednobuněčných organizmů. Náš výsledek naznačuje, že v určitém okamžiku evoluční historie tohoto hmyzu se jeho TR změnily z TR „živočišného“ typu na TR „rostlinného“ typu,“ popisuje první autor studie Petr Fajkus.
„Nově popsané TR hmyzu nám ukazují, že evoluce TR byla mnohem spletitější, než se dosud předpokládalo. Pokud tedy vůbec byl původ TR u živočichů společný, pak při vývoji členovců (mezi které hmyz patří) došlo k zásadní evoluční změně v typu a biogenezi TR. Je velmi zajímavé, že TR hmyzu jsou podobného typu jako TR rostlin, pro které řada zástupců hmyzu slouží jako opylovači nezbytní pro jejich reprodukci. Vědecké zdůvodnění ale zatím neznáme,“ vysvětluje Jiří Fajkus. Tento překvapivý objev brněnských vědců z výzkumného centra CEITEC Masarykovy univerzity tak mění dosavadní představy o evoluci TR všech živočichů.
Tento výzkum byl proveden v rámci projektu EXPRO financovaného Grantovou agenturou České republiky, který sdružuje vědce dvou brněnských výzkumných institucí – Masarykovy univerzity (CEITEC MU a PřF MU) a Biofyzikálního ústavu AVČR. Ve specifických částech projektu byla pak využita spolupráce s výzkumníky z dalších tří institucí – Boyce Thompson Institute (Cornell University), Entomologického ústavu AVČR a firmy Zemědělský výzkum,s.r.o.
Odborný kontakt
Vedoucí výzkumného centra, Vedoucí výzkumné skupiny senior
Osobní profil