Genom zebřičky

Jaroslav Petr  |  Příroda

Po kurovi domácím se stal druhým ptákem s kompletně přečetnou dědičnou informací drobný australský pěvec zebřička pestrá. Ta je dobře známá nejen genetikům, ale i chovatelům exotického ptactva, kteří vyšlechtili celou řadu barevných variant zebřiček. Dědičná informace zebřičky obsahuje miliardu písmen genetického kódu a přibližně 18 000 genů.

Důvodem pro její čtení je schopnost zebřiček učit se zpěvu. Základ zpěvu mají tito ptáci vrozený. Začínají zpívat v pubertě, kdy se jejich mozek dostane pod vliv hormonů pohlavních žláz. Nejprve vyluzují jednoduché zvuky, které tak trochu připomínají žvatlání malých dětí. Mladá zebřička zkouší, co všechno její hlasivky dovedou. Tím podobnost mezi zpěvem zebřiček a lidskou řečí nekončí.

Dítě se naučí mluvit, jen když slyší řeč jiných lidí. Mladý sameček zebřiček potřebuje slyšet zpěv dospělých ptáků. Obvykle je to zpěv jeho otce, který si uloží do paměti. O tom, jak dítě zvládá taje řeči víme jen málo. Způsob, jakým se učí zebřičky zpívat, se nám proto nabízí jako jeden z mála dostupných modelů pro studium tajů lidské řeči. Pták porovnává vlastní hlasové projevy se vzpomínkou na otcův zpěv a postupně se blíží ke se svému vzoru. Mládě však nekopíruje otce do všech detailů.

Svůj pěvecký repertoár doplňuje o zvuky, které slyší v okolí. Výsledkem je jedinečný zpěv typický pro daného samce. Učení mnohem komplikovanější lidské řeči zřejmě probíhá podobně. Díky znalosti kompletního genomu zebřičky se dozvídáme, které geny se na procesu učení podílejí.

Při zvládání zpěvu se samcům zebřiček mění v nervových buňkách mozku činnost asi osmi stovek různých genů. Mnohé z nich jsou v mozku nabuzeny k činnosti. Jiné naopak svou činnost potlačují. Při učení zpěvu sehrává významnou roli i nezvyklý typ genů. Běžný gen slouží jako předloha pro syntézu jednoduché šroubovice kyseliny ribonukleové (RNA), podle které pak buňka vyrobí molekulu bílkoviny.

Ptákům pomáhají zvládnout zpěv geny, podle kterých se syntetizují krátké řetězce RNA, jež vůbec nejsou určeny pro řízení syntézy bílkovin. Tyto krátké řetězce RNA slouží jako brzdy dalších genů. Jeden typ řetězce dokáže přibrzdit stovky genů kódujících bílkoviny. Když se pták začne učit zpěvu, vypíná v buňkách příslušných mozkových center geny, podle nichž buňky vyráběly genetické brzdy. Stovky genů jsou tak odbrzděny a mohou se v mozku pustit do práce.

Nejčtenější