Kun rutiinitesti paljastaa luonnon kapinallisen salaisuuden

Kuvittele, että teet tavallista laitteiston tarkistusta laboratoriossa. Sitten tulokset kaatavat biologiasta yhden pyhimmistä säännöistä. Juuri näin kävi tohtori Jamie McGowalle ja hänen porukalleen Earlham Institutessa. He testasivat uutta DNA-sekvensointilaitteistoaan.

He poimivat mikroskooppisen eliön Oxfordin yliopiston lähellä olevasta lammesta. Tavallinen makean veden protisti, ei mitään erikoisuuksia. He syöttivät sen yksittäisen solun sekvensointiputkeen. Löydös oli järisyttävä: eliö lukee geneettistä koodiaan tavalla, joka ei pitäisi olla mahdollista.

Geneettinen koodi ei olekaan yksiselitteinen

Geneettinen koodi on pitkään ollut biologiaan kulmakivi. Kaikki maan elämä – bakteereista valaista – noudattaa samoja perussääntöjä. DNA:ssa on neljä kirjainta: A, T, G ja C. Niistä syntyy kolmen kirjaimen ryhmiä, kodoneita. Jokainen kodoni määrää, miten proteiineja kootaan.

Tätä kutsutaan lähes universaaliksi koodiksi. Kaikki puhuvat samaa kieltä.

Poikkeuksia on kuitenkin. Kolme ns. stop-kodonia – TAA, TAG ja TGA – lopettavat proteiinisynteesin. Ne ovat kuin piste lauseen lopussa. Kun solu törmää stop-kodoniin, se pysäyttää koneen.

Tämä eliö, Oligohymenophorea sp. PL0344, heitti säännöt romukoppaan.

Stop-merkki, joka ei pysäytä

Normaalisti kolmella stop-kodonilla varmistetaan, että geeni loppuu oikein. Ne ovat varasuojaverkko. Tieteentekijät olettivat, että ne ovat kehittyneet samaan tehtävään.

Tämä protisti kumosi sen.

Kyseessä on uimava yksisoluisuus, siliaatti. Sen säännöt menevät näin:

• TGA pysyy stop-kodonina, yksi sääntö jäi voimaan
• TAA koodaa nyt lysiiniä, aminohappoa
• TAG koodaa glutamiinihappoa, eri aminohappoa

Ja juju on tämä: nämä ex-stop-kodonit koodaavat täysin eri asioita. Aiemmin luultiin, että jos ne muuttuvat, ne muuttuvat samaksi. Tämä rikkoo kaiken.

McGowan tiivisti: "Emme tunne tapausta, jossa stop-kodonit linkittyvät kahteen eri aminohappoon. Se muuttaa käsityksiämme geenien kääntämisestä."

Miksi tämä on iso juttu?

Yksittäinen outo mikrobi? Ei aivan.

Geneettinen koodi on bioteollisuuden perusta. Sitä hyödynnetään lääkkeissä, muuntogeenisissä kasveissa ja synteettisessä biologiassa. Universaalisuus on ollut varma pohja.

Nyt tiedämme: koodi on joustava. Yksi lammen eliö näyttää, että luonto kiertää rajoja. Evoluutio leikkii villisti. Protistit, tämä moninainen ryhmä, piilottavat vielä paljon salaisuuksia.

Onnettomuuslöydös, joka kruunaa tieteen

Parasta tässä on sattuma. Tiimi testasi vain laitettaan pienellä DNA-määrällä. Tavallinen insinööritoimenpide.

Sen sijaan he löysivät luonnon salaisuuden.

McGowan myönsi: "Puhtaata tuuria valitsimme tämän protistin. Se korostaa, miten vähän tiedämme protistien genetiikasta."

Tiede on parasta juuri siksi: suunnitelmasta syntyy yllätys.

Protistit – luonnon sekasorto

Protistit ovat eukaryootteja, joilla on ydin. Ne eivät ole eläimiä, kasveja tai sieniä. Kaikki muu. Moninaisuus on hurjaa.

Jotkut metsästävät yksisoluina. Toiset fotosyntetisoivat levänä. Jotkut muodostavat limamuotteja. Ne elävät merissä, lammissa, maassa.

Siliaatit ovat tunnettuja koodimuutoksistaan. Tämä löydös vie asian pidemmälle. Luonto on nero.

Mitä seuraavaksi?

Mitä jos muitakin protisteja piileskelee outoja koodiväänteitä? Miten tämä eliö kehittyi? Voiko se valaista koodin alkuperää?

Tutkijat jatkavat. Jännittävää seurata.

Yhteenveto

Geneettinen koodi ei ole kiveen hakattu. Oxfordin lammen mikrobi näyttää, että luonnon ohjeet ovat ennemmin vinkkejä kuin rautalakeja. Yksityiskohdat yllättävät aina.

Parhaat löydöt syntyvät vahingossa.