Należący do orzęsków niespełna 0,12-milimetrowy pantofelek kojarzy się nam nieodłącznie z lekcją biologii. To jego wizerunek zdobił bowiem wiele podręczników tego przedmiotu i to właśnie jego podziwia każdy polski uczeń pod mikroskopem. W ostatnich dniach poczciwy szkolny pantofelek dostał się na łamy najpoważniejszego naukowego pisma na świecie - "Nature". Stało się tak za sprawą rozszyfrowania litera po literze wszystkich jego genów. Dokonali tego naukowcy z międzynarodowego konsorcjum, w skład którego oprócz Polaków weszli Francuzi i Niemcy.
Uczeni znają już pełne zapisy genetyczne kilkuset organizmów, a nowych tego typu projektów jest blisko tysiąc. I jak tu się przebić z podobnymi wynikami do "Nature"? - A jednak się nam udało - mówi dr Marek Zagulski z Pracowni Sekwencjonowania DNA Instytutu Biochemii i Biofizyki PAN, członek pantofelkowego konsorcjum.
Co zaskarbiło sobie uznanie recenzentów?
Po pierwsze, odmienność pantofelka od wszystkich organizmów, których pełną sekwencję genomów już ustalono. Okazuje się, że aż połowa pantofelkowych genów koduje białka niepodobne do niczego, co udało się opisać do tej pory.
Jak to wytłumaczyć? Otóż pantofelek jest istnym cudem natury, produktem trwającej dwa miliardy lat niezależnej ewolucji organizmów jednokomórkowych. O ile człowiek, mysz czy karaluch to organizmy składające się z miliardów wyspecjalizowanych komórek, o tyle u pantofelka wszystkie funkcje życiowe - poruszanie się, łowienie pożywienia (bakterii), trawienie itd. - pełni jedna jedyna komórka. Po to, by dać sobie z tym radę, komórki orzęsków mają dwóch szefów (dwa jądra). Jeden z nich to niewielki, włączający się do pracy wyłącznie w trakcie procesów płciowych mikronukleus, drugi - odpowiedzialny za wszystkie pozostałe prace ogromny makronukleus.
Po drugie, geny pantofelka upakowane są niezwykle ciasno. Stanowią aż 80 proc. jego DNA (dla porównania - u człowieka jest to zaledwie niecałe 3 proc., reszta to śmieciowy DNA o nieznanej wciąż funkcji). Dzięki takiej budowie stosunkowo łatwo było określić dokładną liczbę genów pantofelka - jest ich 39 642 (człowiek ma niespełna 30 tys. genów - precyzyjnej ich liczby do teraz nie sposób ustalić).
Przodek pantofelka miał jednak góra 19 tys. oryginalnych genów. Cały jego genom był co najmniej trzy razy w historii podwajany (po każdej duplikacji część niepotrzebnych genów była tracona.) Po co? By zyskać nowe, korzystne z punktu widzenia ewolucji cechy. Podwojenie "dobrego" genu mogło bowiem oznaczać podwojenie produkcji jakiegoś pożądanego białka i w efekcie dać pantofelkowi przewagę ewolucyjną.
- Od dawna sądzono, że podwajanie informacji genetycznej może być jedną z sił napędowych ewolucji. Teraz widać to czarno na białym - podkreśla dr Zagulski.
