Nimelt leidsid Max Plancki molekulaargeneetika instituudi geeniteadlased, et hiirtel on geenivariant, mis annab osale nende seemnerakkudest selge eelise. Erilise geenivariandiga rakud mürgitavad oma konkurente juba nende arengujärgus, mistõttu ei suuda mürgitatud seemnerakud küpsena edukalt munarakuni jõuda, vahendab ScienceAlert.

Siiski on avastuses veel üks keerdkäik: kui munaraku poole tormaksid ainult mürki eritavad seemnerakud, kukuks võidujooks läbi. Ilma tasakaalustavate ohverrakkudeta saaksid mürgitajad omaenda geenivariandist surmava üledoosi.

Geeniteadlased jõudsid avastuseni, kui uurisid hiirte põhjal, milliseid mehhanisme kasutavad meessugurakud emaslooma paljunemisorganiteni jõudmiseks.

Instituudi juhataja Bernhard Herrmanni sõnul toob tehtud töö esile, kuivõrd halastamatud konkurendid seemnerakud on. Ta lisab, et kui mõnel rakul on paljunemiseks geneetiline eelis, soodustab see sama eelise edasikandumist tulevastele põlvedele.

Evolutsiooni vingerpuss

Uuringu käigus leidis uurimisrühm, et Ras valgu üleminek RAC1 hoiab seemneraku trajektoori sirge ja kitsana. Kui selle regulaatori töövõime tuksi keerata, hakkab seemnerakk purjus inimese kombel ringi tuigerdama. Paistab, et evolutsioon on selleks võimaluse leidnud. Uurijate sõnul mõjub selliselt 17. kromosoomi koodivariatsioon, eritades ainet, mis loobib RAC1-le kaikaid kodaratesse.

Kõnealune valke kodeeriv piirkond ehk t-variant on teadlaste jaoks üsna uus. Mendeli geeniteaduses on see aga pea terve sajandi eriskummalisena silma paistnud. 

Hiir, kes kannab iselaadset t-varianti heterosügootselt ehk vaid ühel kromosoomil kahest, ei anna oma erivõimet edasi pooltele järglastele, nagu võiks arvata. Tema järglane võib t-variandist pääseda vaid ühel juhul sajast. Kui aga t-varianti kandev hiir juhtub olema homosügootne ehk tema mõlemad 17. kromosoomid sisaldavad omapärast geenikoodi, pole järglasi üldse oodata. Selline hiir on täiesti steriilne.

Kõike eelnevat silmas pidades määrasid uurijad kindlaks hiire iga üksiku seemneraku genotüübi ja hindasid iga raku liikumismustrit. Mürgine t-variandi kood sekkub RAC1-e arengusse juba sugurakkude tekke algusjärgus. T-kood muudab RAC1-e töövõimetuks juba eelsperma rakkudes, mis sisaldavad nii t-variandiga kui ka tavapärast kromosoomi.

Kui eelsperma rakud ajapikku päris seemnerakkudeks hargnevad, jagunevad kromosoomid meioosi käigus nõnda, et igal seemnerakul on iga kromosoomipaari vaid üks. See tähendab, et osal seemnerakkudest on nüüd kromosoomi t-variant ja osal mitte. Evolutsiooni kavalus tuleb aga ilmsiks just siin – t-variandid eritavad erilist regulaatorvalku, mis jätab neile ellujäämiseks vajaliku koguse RAC1-e.

Ebaaus maraton

Bernhard Herrmann võrdleb hiire munandites toimuvat martoniga, kus kõik osalejad mürgitatakse joogiveega ära, aga mõnel jooksjatest on käepärast vastumürk.

Niinimetatud vastumürk toimib hästi, kui seda on piisavalt väike annus. RAC1-e üledoos võib aga lõppeda sama kurvalt kui aine vähesus. Kui kõik maratonijooksjad pumpavad välja vastumürki, langevad kõik osalejad peagi üheskoos RAC1-e üledoosi lõksu.

Uuringu juhtivautori Alexandra Amarali sõnul paistab seemnerakkude konkurentsivõime sõltuvat aktiivse RAC1-e optimaalsest tasemest. Kui RAC1-e on liiga vähe või palju, takistab see rakke edukalt edasi liikumast.

Tegu on esimese uuringuga, mis näitas katsete abil ära, kuidas täpselt heterosügootse t-variandiga hiired liigikaaslaste ees eelise omandavad. Samuti kinnitas uuring veel kord, mil moel RAC1-e biokeemia imetajate sperma liikumist mõjutab.

Kuna uuring käsitles ainult hiiri, puudutab see inimeste paljunemist üsna vähe. Siiski aitab loomariigi erinevate paljunemiskeemia mudelite tundmine meil paremini enda paljunemise arengut mõista.

Uuringust kirjutatakse ajakirjas PLOS One.