Ezeknek a hüvelykujjnyi hosszúságú halaknak a fejlődő embriói a száraz időszakban egyszerűen abbahagyják a növekedést – nem sokkal azután, hogy agyuk és szívük elkezdett kialakulni. Hónapokig felfüggesztett animációban, úgynevezett diapauzában várják ki a hosszan tartó szárazságot. A tudósok most rájöttek, hogy a türkiz killi (Nothobranchius furzeri) hogyan képes erre a szárazságtűrő trükkre: a genomjában eltemetett ősi gének felhasználásával, amelyek több mint 473 millió évvel ezelőtt keletkeztek.
Amerikai és németországi kutatók meglepő megállapításaikat a Cell című, tudományos folyóiratban publikáltak, amely szerint a N. furzeri 18 millió évvel ezelőtt fejlesztette ki a diapauzába való átmenet képességét, amikor azokba a tavakba költözött, amelyek csak időszakosan léteznek.
A csapat által a diapauzában kifejeződő géneket elemezte, és arra jutott, hogy ennek a viszonylag új keletű képességnek a megszerzéséhez a halaknak nagyon ősi „hardvereket” kellett használniuk.
Bár a halaknak ez a képessége viszonylag a közelmúltban alakult ki, magára a diapauzára specializálódott gének nagyon régiek. „Azt találtuk, hogy az állatok speciális génjeinek többsége nagyon ősi eredetű, amely azt jelenti, hogy az összes gerinces közös ősében megkettőződött” – magyarázta Anne Brunet, a Stanford Egyetem molekuláris biológusa a ScienceAlert online tudományos portálnak.
Ezek az úgynevezett paralógok olyan génpárok, amelyek akkor jönnek létre, amikor egy gént másoltak be a genomba, akár ugyanazon, akár egy külön kromoszómán. A véletlenszerű mutációk mellett ez a genetikai duplikáció az egyik fő módja annak, hogy új gének keletkezzenek vagy a gének új funkciót kapjanak.
Megvédi a genomjukat a károsodástól.
Brunet kutatócsoportja azt találta, hogy a türkiz killinél minden paralógpár egyik génje erősen kifejeződik a diapauzában, míg a másik gén az aktív fejlődés során valahogy bekapcsol.
Az egész program olyan, mint a nappal és az éjszaka váltakozása. A türkiz killit más gyilkos halfajokkal diapauzával és anélkül összehasonlítva megállapították, hogy a N. furzeri „felszabadította” a genomjának egyes részeit, hogy hozzáférhessen több ezer ősi paralóghoz az alkalmazkodás végett – magyarázta Brunet.
A N. furzeri genomjában található, speciális paralóg gének valószínűleg a zord környezeti feltételekhez való alkalmazkodás módjait keresve váltak „hozzáférhetőbbé” a sejtek azon gépezete számára, amely ezeket a géneket működő fehérjékké alakítja.
Hozzátette: ez a genomikai átalakítás a lipidanyagcserében bekövetkezett változást eredményezett, amelynek következtében az afrikai türkizkék gyilkoshal embriói most több nagyon hosszú láncú zsírsavat termelnek diapauzában, amely a tudósok szerint megvédheti genomjukat a károsodástól.
Bár a türkizkilli-embriók nem igazán vetekednek a medveállatkákkal, figyelemre méltó az a képességük, hogy sok lipid termelésével úgy tudják megállítani a fejlődést, hogy közben nem károsítják a félig kialakult szerveiket. Ez az egyetlen olyan gerinces faj, amely a fejlődés ilyen késői szakaszában képes diapauzába kerülni: olyan, fejlődő agyuk és szívük van, amely szünet után abbahagyja a szívdobogást, majd újraindul.
