Vědci objevili gen určující směr stáčení ulity u japonských šneků Euhadra

Vědci z britské University of Nottingham a japonské Tohoku University objevili gen, který rozhoduje o tom, jakým směrem se u japonských šneků rodu Euhadra stáčí jejich ulita – zda doleva, nebo doprava. Zjištění má podle výzkumníků širší přesah, než by se na první pohled mohlo zdát, a mohlo by pomoci objasnit, proč mají těla živočichů včetně člověka vnitřní orgány uspořádané převážně asymetricky jedním konkrétním směrem.

Tým se zaměřil na volně žijící populace šneků Euhadra v Japonsku, kde se v přírodě vyskytují jak jedinci s ulitou stočenou doprava, tak vzácnější exempláře s ulitou stočenou doleva. Právě tato přirozená variabilita umožnila vědcům porovnat genetickou výbavu obou typů šneků a identifikovat konkrétní gen, který o směru stáčení rozhoduje.

Objev genu, který určuje chiralitu ulity, je významný proto, že podobný mechanismus by mohl fungovat i u jiných organismů, včetně obratlovců. Tělesná asymetrie totiž není jen záležitostí šnečích ulit – týká se i uspořádání vnitřních orgánů u lidí, kde je například srdce obvykle umístěno vlevo, játra vpravo a další orgány mají rovněž svou pevně danou stranu. Porucha tohoto uspořádání může u lidí vést k vážným zdravotním komplikacím, a pochopení genetických mechanismů, které stojí za vznikem tělesné asymetrie, je proto pro medicínu dlouhodobě zajímavé téma.

Šneci jsou pro studium levo-pravé asymetrie vhodným modelovým organismem, protože směr stáčení jejich ulity je viditelný pouhým okem a dá se snadno sledovat napříč generacemi i populacemi. Navíc u nich již dříve vědci zaznamenali, že se směr stáčení ulity může lišit i mezi blízce příbuznými druhy nebo populacemi, což naznačuje, že za touto vlastností stojí relativně jednoduchý a dobře uchopitelný genetický mechanismus.

Výzkumníci z Nottinghamu a Tohoku University nyní pracují na dalším zkoumání funkce objeveného genu a na tom, jak přesně ovlivňuje vývoj embrya šneka v raných fázích, kdy se o budoucím směru stáčení ulity rozhoduje. Cílem je zjistit, zda podobné nebo příbuzné geny existují i u jiných živočichů a zda by mohly hrát roli i při určování tělesné asymetrie u obratlovců.

Spolupráce mezi britskými a japonskými vědci využívá dlouhodobé znalosti japonských kolegů o místních populacích šneků Euhadra, kteří jsou v Japonsku předmětem zájmu přírodovědců už po mnoho let kvůli své pozoruhodné genetické i morfologické rozmanitosti. Právě bohatství přírodních populací s různými variantami stáčení ulity umožnilo vědcům provést srovnání, které by v laboratorních podmínkách bylo mnohem obtížnější zajistit.

Otázka, proč jsou těla většiny živočichů asymetrická stejným směrem, zaměstnává biology už dlouho. Zatímco vnější tvar těla bývá u mnoha druhů zrcadlově symetrický, uspořádání vnitřních orgánů symetrické není a navíc je u daného druhu téměř vždy stejné – tedy nejde o náhodnou záležitost, ale o geneticky řízený proces. Objev konkrétního genu u šneků dává vědcům konkrétní stopu, kterou mohou sledovat při hledání obdobných mechanismů u složitějších organismů.

Výsledky výzkumu tak nabízejí nový pohled na to, jak se evolučně mohl vyvinout mechanismus zajišťující konzistentní tělesnou asymetrii napříč živočišnou říší. Ačkoliv šneci a lidé jsou z evolučního hlediska velmi vzdálení, základní genetické principy řídící levo-pravou orientaci těla mohou být podle vědců překvapivě podobné nebo mohou mít společný evoluční původ sahající hluboko do historie mnohobuněčných organismů.

Vědci zdůrazňují, že jde o základní výzkum, jehož praktické důsledky pro medicínu nebo jiné obory se mohou projevit až v delším časovém horizontu. Přesto podle nich takové studie přispívají k postupnému skládání mozaiky poznání o tom, jak příroda řeší na první pohled jednoduchou, ale ve skutečnosti komplexní otázku – proč má naprostá většina jedinců daného druhu vnitřní uspořádání orgánů zrcadlově stejné, a co se stane, když se tento vzorec naruší.