Jurassic Park – Nyitás később
A kihalt bölény csontjaiból kivont DNS elemzéséből kiderült, hogy a környezet anélkül befolyásolta az állat génjeinek működését, hogy megváltoztatta volna annak genetikai kódját. Eddig ez a lelet a legjobb bizonyíték arra, hogy az ilyen, ún. epigenetikus változások fosszilizálódhatnak.
Egyelőre nem tudni, hogy e változások hatással vannak-e a hosszú távú evolúcióra, ezáltal az egyes fajok túlélésére, vagy túl gyorsan eltűnnek ahhoz, hogy bármiféle tartós hatásuk legyen. Egyes evolúcióbiológusok az első lehetőségre szavaznak. Azt állítják, hogy egy környezeti stresszhatás hasznos epigenetikus változást okozhat egy populáció számos tagjában. Ezután pedig a tulajdonság a következő generáció egyedeinek többségében is megjelenik.
Az előzőnél jobban ismert, hasznos genetikai mutáció ezzel szemben csak kereszteződés révén kerülhet át az utódokba, ez esetben azonban hosszú időre van szükség ahhoz, hogy elterjedjen egy populációban.
Alan Cooper ausztrál paleobiológus szerint az epigenetikai módosulás ideális módszernek tűnik az élőlények környezeti változásokra való gyors reagálásához. Az elképzelés teszteléséhez azonban először be kell bizonyítani, hogy az epigenetikai jelek megőrződtek az evolúciós folyamatok tanulmányozásához legjobb alanyoknak tartott fossziliákban. Az ősi, epigenetikai jelek keresésére ideális helyszín az utolsó jégkorszak idején kialakult örök fagy birodalma.
Miután a fagyott talajokról már korábban kiderült, hogy az ősi DNS-t kiválóan megőrzik, nem véletlen, hogy Cooper kutatócsoportja egy ilyen területen konzerválódott, kihalt bölény 26 000 éves csontjaiból vett DNS-mintát. Ezt azután egy bonyolult technikával vizsgálták, meghatározott epigenetikai változás (az ún. DNS-metiláció, melynek során metilcsoport névre hallgató egyszerű molekulák kapcsolódnak a DNS-hez) bizonyítékai után kutatva. A kutatók találtak metilált (azaz metilcsoportokat tartalmazó) DNS-t az ősi mintában, mi több, azt tapasztalták, hogy a bölényben talált metilációs helyek többsége megegyezett a modern szarvasmarhák azonos génjeiben található metilációs helyekkel. Ez komoly bizonyíték arra, hogy az ősi metilációk nem a bölény pusztulása után bekövetkező kémiai károsodások eredményei.
Ahhoz, hogy kiderüljön, vajon összefüggésbe hozható-e bármilyen epigenetikai változás a környezeti feltételek változásaival, a jövőben még több olyan ősi mintát kell gyűjteni, melyek fontosabb környezeti változások előtti és utáni korokból származnak. Ha ez sikerül, az evolúcióbiológusok egy lépéssel közelebb kerülhetnek annak bebizonyításához, hogy az epigenetikai változások valóban elősegítik a fajok gyors változásokhoz való alkalmazkodását.
Ez pedig már nem csupán a kihalt bölényre lesz igaz! 2009-ben a német Svante Pääbo vezette kutatócsoport már talált metilációt Neander-völgyi ősember és mamut DNS-ében is. Pääbo a Neander-völgyiek genetikai vizsgálatával kapcsolatos munkájának részeként hamarosan gyűjteni kezdi a Neander-völgyi ősember DNS-ének metilációjára vonatkozó adatokat. Az epigenetika nagy valószínűséggel működik az emberben is. Ezt hozzák fel pl. a poszttraumás stressz-szindróma gyakori megjelenésének magyarázataként azok között, akiknek szülei túlélték a holokausztot. Az emberiség őstörténetének sokkal nagyobb időszakát átfogó epigenetikai adatok kideríthetnék, hogy a folyamat kulcsfontosságú volt-e a pleisztocén idején bekövetkező sokrétű környezeti változásokhoz való gyors alkalmazkodásban.
Az ősi epigenetikai változások nyomon követése azonban nehéz feladat. Például, Cooperék hat vizsgált bölényfossziliájából csak egyben tudták detektálni a metilációt. Ez azt sejteti, hogy nem mindegy, miként fosszilizálódott az állat, és az sem, hogy milyen egyedből, és az egyednek mely szövetéből származik a minta. Messze vagyunk tehát a módszer előnyeinek kiaknázásától, a jövőbeli kutatások útvonalát azonban mindenképpen kijelöli.
Az ősi-DNS-kutatás talán legspekulatívabb alkalmazási területe a régen kihalt állatok, pl. a gyapjasmamut klónozása. Az epigenetikus jelek talán ebben is segíthetnek. Az ősi DNS alkotóelemei sorrendjének meghatározása azonban csak egy a kihívások közül. Egy működőképes genom összeállításához a kutatóknak figyelembe kell venniük az ősi epigenetikus „csomagot” is, ez határozza meg ugyanis, hogyan fejeződnek ki a gének az embrió fejlődése alatt. A probléma összetettségéből adódóan azonban a mamutok és egyéb ősi lények életre keltésére egy ideig még biztosan várni kell. A Jurassic Parkba még nem árulják a belépőket.
