2.01. Czy warto grzebać w śmietniku?
Po moich wcześniejszych uwagach na temat śmieciowego DNA podobne pytanie wydaje się być retorycznym. Okazuje się jednak, że taki nie jest … dla genetyków.
Utrwalone przeświadczenie o nieistotności intronów zostało już zburzone – wiemy jak ważną rolę odgrywają w procesie regulacji syntezy białek. Ale z pozostałą – przypomnę, że przytłaczającą częścią genomu – wciąż jest kłopot. Zrozumienie, że śmieciowe DNA jest istotnym czynnikiem ekspresji genów, wciąż nie może przejść genetykom przez gardło. Wolą tworzyć nieprawdopodobne hipotezy, niż zaakceptować wartość pozagenowego DNA. Przykładem choćby genetycy z University of Veterinary Medicine w Wiedniu.
Najpierw kilka słów wprowadzenia. Przerwana nić DNA używa dwóch metod do naprawy ciągłości przekazu. Pierwsza jest skuteczna i pewna, lecz wymaga większej energii i czasu na załatanie dziury. To tzw. homologiczna rekombinacja. Druga metoda – niehomologiczna – jest szybsza i nie tak energochłonna, lecz nie gwarantuje zachowania ciągłości informacji. To prowizorka, po prostu sklejająca przerwane końce, nie przejmując się utraconą częścią nici. Genetycy Ashley Farlow, Eshwar Meduri oraz Christian Schlötterer ze wspomnianego uniwersytetu, w tej prowizorycznej metodzie naprawy upatrują zwiększenia liczby niekodującej informacji genetycznej. Na niektórych etapach ewolucji zauważono okresy zwiększonego przyrostu niekodujących odcinków, natomiast w innych liczba intronów się zmniejszała. Argument, że to skutek szybciej zmieniających się warunków środowiskowych, wymagających zwiększenia alternatywnych metod składania białek, badaczom z Wiednia nie odpowiadał – według Ashley’a Farlowa, to organizmy poszły na łatwiznę i w pewnych okresach stosowały metodę prowizoryczną, powiększając chaos genetyczny. Przy okazji łatania, czasem traciły ważne odcinki eksonów, czyniąc z nich nieprzydatne odcinki intronowe, a czasem zmieniały również i te śmieci, czyniąc je jeszcze mniej przydatnymi. No cóż, proponuję jak najszybciej wyrzucić na śmietnik …teorię genetyków z Wiednia. Lecz to nie odosobnione podejście.
Również uznany autor, prekursor nowych idei, jak Richard Dawkins nie przypisuje większej wagi śmieciowemu DNA. „O dziwo, zaledwie około 1 procentu informacji genetycznej zawartej, na przykład, w komórce ludzkiej jest rzeczywiście wykorzystywane (…). Nikt nie wie, po co komórce pozostałe 99 procent informacji. W swojej poprzedniej książce zasugerowałem, że te 99 procent może mieć charakter pasożytów, żyjących kosztem wysiłku owego 1 procentu. Tę teorię »samolubnego DNA« podjęli niedawno biolodzy molekularni”. No cóż, nic tak nie poprawia samopoczucia, jak trwanie we własnych przekonaniach.
Ale nawet w tak fundamentalnej książce jak Genomy, z której korzystałem wielokrotnie, gdyż była dla mnie czymś w rodzaju wyroczni w przypadku wątpliwości, w wydaniu uzupełnionym o najnowsze badania interferencyjnego RNA – o czym z dumą pisze we wstępie redaktor wydania Piotr Węgleński – możemy przeczytać, że niekodujące DNA można uznać za śmieci. „Możliwe jest wreszcie, że niekodujący DNA nie pełni żadnej funkcji, jego obecność jest jednak w genomie tolerowana, gdyż nie działa nacisk selekcyjny w kierunku jego usunięcia. Jeśli koncepcja ta jest prawdziwa, to obecność niekodującego DNA nie jest dla organizmu ani korzystna, ani niekorzystna – może, więc on być po prostu przekazywany wraz z DNA kodującym. W myśl tej hipotezy DNA niekodujący może być po prostu DNA «śmieciowym» albo pasożytniczym «samolubnym DNA»”. Autor co prawda wspomina o kilku innych możliwych interpretacjach, lecz czyni to pobieżnie; mam wrażenie, że bardziej dla porządku, bez cienia wiary, że któraś z tych hipotez może być prawdziwa. Najwyraźniej tok myślenie T.A. Browna poszedł tropem teorii Dawkinsa…
Podobne podejście można zauważyć w interpretacji badań – i to z ostatnich lat. Kevin Vestrepen, współautorka badań na drożdżach przeprowadzonych w Katholieke Universiteit Leuven w Belgii, zauważając, że liczba powtórzeń krótkich sekwencji odnalezionych w rejonie śmieciowego DNA, wpływa bezpośrednio na aktywność genów – to podsumowuje lekceważąco tę prawidłowość: „niektóre sekwencje niekodujące mogą być przydatne dla organizmu, lecz potencjalnie korzystny wpływ pozostałych rejonów »śmieciowego DNA« jest trudniejszy do wykrycia”. Mimo że badania zespołu wykazały, że ta liczba powtórzeń może się zmieniać w różnych generacjach, umożliwiając organizmom szybkie przystosowanie się do środowiska.
Nic dziwnego, że podejście do niewygodnego DNA zmienia się bardzo wolno, skoro nowych genetyków szkoli się według przestarzałych i – mówiąc ogólnie „niedorzecznych” – hipotez. Najbardziej kuriozalne wyjaśnienie istnienia intronów oraz śmieciowego DNA odnalazłem w konspekcie do wykładów uniwersyteckich z genetyki ogólnej II roku biotechnologii. Droga rozumowania profesora przebiegała w ten sposób: 132.000 par zasadowych na jeden gen u człowieka to zbyt dużo – ta przestrzeń musi zostać »czymś« wypełniona – to bezużyteczne »coś«, to śmieciowe DNA. Nawet nie chcę komentować podobnych hipotez – wtłaczanych do mózgów przyszłych genetyków jako dogmat.
