DNS – nagyon röviden

A dezoxiribonukleinsav, röviden DNS a nukleinsavak egy csoportja. Alepvető szerepük van a generációk közötti tulajdonságok átörökítésében. A DNS-ben információk vannak kódolva, melyek úgymond nem passzívak, hanem képesek a fehérjék szintézisének szabályozásra. A DNS tulajdonképpen az összes sejtet „felügyeli”. A DNS fontossága és szerkezetének kutatása csupán 1950 után kezdődött. Biológiai értelemben Francis Crick és James D. Watson alkotta meg az első életképes modellt 1953-ban. Rá öt évre bebizonyosodott, hogy helyes a feltételezett szerkezet.

Kísérlet a pintyekkel

Ma már a biológia legtöbb területén alkalmaznak DNS vizsgálatokat. Amerikai kutatók most énekesmadarak segítségével akarnak mélyebben belelátni a beszéd elsajátításának folyamatába. Énekesmadarak génjeinek manipulálása áttörő eredményeket hozhat a beszéd elsajátításának területén és az idegsejtek cseréjében.

Az állatoktól sokat lehet tanulni bármilyen téren. Gyümölcslegyek, békák, egerek, férgek DNS-ének manipulálásával már többször felfedeztek olyan géneket és molekulákat, melyek az élet alapvető folyamatai mögött állnak. Ezek a funkciók gyakran alapvetően ugyanúgy működnek az emberben is, mint az állati modellekben. Nem véletlenül kezdik a gyógyászati kísérleteket is állatokon.

Azonban, ha a kifinomultabb kogintív folyamatokat akarják tanulmányozni – például azt a képességet, hogy hogyan lehet egymástól nyelveket elsajátítani – akkor bonyolultabb szervezetre is van szükség. Ez az első alkalom, hogy kutatók zebrapintyek génjeit változtatták meg annak érdekében, hogy fény derülhessen arra, hogy a társas állatok hogyan tanulnak meg kommunikálni társaik utánzásával.

Molekuláris szint

Az állati viselkedés évtizedes megfigyelése és a vokális utánzás anatómiai tanulmányozása után, jelenleg a tudósok más utat választottak. Most molekuláris szinten viszgálják a tanulási technológiát. Az új megközelítés szeptermber 28-án látott napvilágot az amerikai PNAS Early Edition tudományos szaklapban. A cikkben olvasható, hogy mikor és miképp változnak az idegsejtek a felnőtt agyban.

„A korlát az volt, hogy eddig nem tudtuk manipulálni a géneket” – mondta Fernando Nottebohm és Dorothea L. Leonhardt professzor a Rockefeller Egyetem állati viselkedéssel foglalkozó laboratóriumának vezetője. „Meg kell érteni, hogy a dolgok hogyan működnek a legalapvetőbb molekuláris szinten, és ez a mi kutatási területünk.”

Fluoreszkáló gének

Nottebohm és kollégái kitaláltak egy módszert: módosított fürj géneket használtak pintyek esetében. A kutatók HIV alapú lentivírusokat használtak, melyek képesek beilleszkedni a genom házigazdába is egy fertőzéssel. Annak bizonyítására, hogy az elmélet működik, a tudósok előállítottak zölden fluoreszkáló fehérjét, melyek látszanak a szervezet sejtjeiben. A kísérlet során azt állapították meg, hogy a fürj embrióknak tízszer annyi színezett fehérjét kellet befecskendezni, mint a fürjeknek, hogy a gének meghonosodjanak. A módszert ezért ki akarták finomítani.

Ekkor vették észre, hogy számos korábbi sejt beépült a genetikus sejtek közé, azaz képesek lesznek ezeket átörökíteni a fiókáikra. A madarakat semmilyen mellékhatás nem érte a kísérlet során: rendesen kifejlődtek, megtanultak énekelni és pároztak. De a fluoreszkáló fehérje miatt, speciális hullámhosszú kék fény hatására zölden világítottak. A fényt a még nem tollas madaraknál lehet a legjobban látni, de az idős példányok szeme, lába és csőre körül is észrevehető.

Későbbi hasznosítás

Az énekesmadarak segítségével Nottebohm felfedezte a neuronok cseréjét a felnőtt gerincesek agyában és leírta a neurális áramkört, mellyel a madarak megtanultak énekelni. Nottebohm továbbra is vizsgálja még azokat a géneket amelyek ezeket a folyamatokat ellenőrzik. „Reméljük ez a transzgenikus énekesmadarakkal bemutatott kísérlet nagyszerű eszköz arra, hogy  molekuláris biológia is bekerüljön a hangok elsajátításának és az idegsejtek működésének megértésébe.”