Kde se vzal chromozóm X? Stopy vedou k obojživelníkům.

Lidská genetická informace je uložena na 46 chromozómech. Tuto sadu tvoří 22 párů takzvaných autozómů a dva pohlavní chromozómy – buď X a Y u muže, nebo dvojice chromozómů X u ženy.

Evoluce chromozómu X byla dosud nejasná a existovaly na ni protichůdné názory. Odborníci z Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy, z USA a z Velké Británie se ji proto rozhodli důkladně prozkoumat. Jak? Srovnáním DNA člověka a žáby drápatky tropické.

Drápatka tropická (Xenopus tropicalis) je nový laboratorní živočich, s nímž čeští biologové pracují už několik let. Slouží hlavně ke studiu vývoje buněk a orgánů v živočišném zárodku. Obojživelníci jsou pro tento typ výzkumu vynikající. Jejich zárodky totiž nejsou ukryty ve vejci nebo v děloze, takže je lze snadno pozorovat. Drápatka tropická je navíc vhodná pro genetické experimenty – na rozdíl od příbuzné drápatky vodní (Xenopus laevis) a dalších dnes používaných obojživelníků.

V roce 2010 byla přečtena kompletní DNA této žáby. Loni pak vytvořili čeští, američtí a britští vědci takzvanou genetickou mapu, usnadňující podrobnou analýzu dědičné informace. Biologové z Univerzity Karlovy byli navíc první, komu se u obojživelníků podařilo speciální metodou zviditelnit konkrétní geny na chromozómech.

Mezinárodní tým s výraznou českou účastí teď v dědičné informaci drápatky identifikoval 454 genů, jež jsou blízce příbuzné genům na lidském chromozómu X. Badatelé zjistili, že skoro všechny tyto geny se nacházejí na dvou chromozómech drápatky. „Lidský chromozóm X tedy vznikl ze dvou částí chromozómů, které existovaly už v době, kdy naši dávní předci vystoupili na souš,“ vysvětluje doktor Jaroslav Mácha, jeden z autorů studie.

Během vývoje od prvních obojživelníků k savcům prošly chromozómy složitými proměnami, při nichž se jejich úseky různě přesunovaly a vzájemně spojovaly. Aby tyto přestavby objasnili, porovnali vědci genetickou informaci drápatky a člověka ještě s kuřetem a vačicí krysí. Výsledkem jejich práce je dobře podložený popis evoluční cesty, která trvala přes 300 miliónů let a vedla ke vzniku savčího pohlavního chromozómu X.

Článek o výzkumu publikoval mezinárodní odborný časopis BMC Genomics. Na projektu se podíleli Jaroslav Mácha, Radka Teichmanová, Tereza Tlapáková a Vladimír Krylov z Katedry buněčné biologie Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy. Jejich zahraniční spolupracovníci pocházejí z University of Houston v USA a z MRC-National Institute for Medical Research ve Velké Británii.