Új ismeretek a rákosi viperával kapcsolatban

A rákosi vipera teljes genomjának ismerete már most rámutatott néhány igen érdekes tényre. Megtudtuk például azt, hogy az Európában élő sík vidéki és hegyvidéki parlagi viperák genomja nagyban különbözik. A rákosi viperát is tartalmazó sík vidéki csoport nagyjából 3,5 millió évvel ezelőtt alakult ki, a rákosi vipera pedig nagyjából 2 millió évvel ezelőtt vált el a legközelebbi rokonától. A genom közelebbi vizsgálata azt is kimutatta, hogy a rákosi vipera őse keveredett a keresztes vipera, a másik hazánkban élő viperafaj ősével.

A referencia genom és a gének pozícióinak ismerete segít abban, hogy még pontosabb képet kapjunk a fajok keletkezéséről, valamint az egyes populációk közötti génáramlás tér- és időbeli mintázatáról, ezek változásairól, ami a bizonyítékalapú természetvédelem érveit és döntéseit segítheti a jövőben. 

De a genom ismerete választ adhat egy sor egyéb olyan fontos kérdésre, mint például hogy egy faj mennyire ellenálló bizonyos betegségekkel szemben, hogyan tud ellenállni extrém időjárási tényezőknek (gondoljunk itt a sivatagban vagy éppen a fagyhőmérsékleten élő fajokra), hogyan tudott alkalmazkodni különböző élőhelyi viszonyokhoz (száraz gyepek vagy mocsarak), vagy hogy milyen genetikai háttere van egyes élettani (pl. specializált táplálkozási stratégiák, úgy mint nővényevés vagy húsevés) vagy fejlődéstani sajátságnak (pl. kétéltűek regenerációs képessége).
 

A program részletei és a hazai részvétel

A sikeres projekt keretében 98 olyan faj magas minőségű referenciagenomja készült el, melyek európai szinten kiemelt jelentőségűek rendszertani vagy természetvédelmi szempontból. Az ERGA-projekt kimondott célja, hogy a sikeres első szakasz tapasztalatait felhasználva minden európai állat-, növény- és gombafaj referencia-genomja elkészülhessen és elérhető legyen bárki számára. A nemzetközi összefogásban jelenleg 33 ország kutatói és intézményei vesznek részt. A projekt az első eredményeit a Nature lapcsalád npj Biodiversity lapjában ismerteti.

Az ERGA által létrehozott kutatói és intézményi hálózat a biológiai sokféleséget kutató genomikának egy új, átfogó és mindenki részére elérhető modelljét teremtette meg. 

Sok olyan ország vett részt a projektben, ahol a laborháttér hiánya eddig nem tette lehetővé a bennszülött (endemikus) fajok ilyen szintű vizsgálatát. 

A Magyar Madártani és Természetvédelmi Egyesület (MME) részéről Halpern Bálint és Vörös Judit, a Magyar Természettudományi Múzeum részéről Bereczki Judit és Somogyi Anna működött közre a rákosi vipera referenciagenomjának a megismerésében, amit a Sanger Intézet és az ERGA projekt további munkatársaival együtt tártak fel, és az eredményt nemrég publikálták a Wellcome Open Research lapban.

A Dabashoz közeli gyepről származó, a Rákosivipera-védelmi Központban tartott nőstény rákosi vipera vérmintáját a Fővárosi Állat- és Növénykert főállatorvosa, Dr. Sós Endre vette le, majd folyékony nitrogénben szállítva jutott el a Magyar Természettudományi Múzeum -86 C^o-os hűtőjébe, ahol a postázásig tárolták. Onnan szárazjeges, folyamatos hűtés mellett jutott el Cambridge-be, ahol a DNS-izolálás és szekvenálás történt. Összesen 383 DNS-szakaszból sikerült összeilleszteni a teljes DNS bázissorrendjét.

A rákosi vipera sejtmagban található genomja 19 kromoszómára oszlik (köztük 2 ivari kromószóma- nőstényeknél Z, W), amik összesen 1 609 812 769 bázispárból állnak. Ezen felül a mitokondrium teljes bázissorrendjét is meghatározták, ami további 17 375 bázispárt jelent. Szemléltetendő az információ-halmaz méretét - gondolatkísérlet jelleggel - a teljes genom bázissorrendjének felolvasása, ha másodpercenként egy bázis kimondásával számolunk, 52 évig tartana.

A munka ezzel nem ért véget, hiszen a sorrend ismerete nem jelenti a funkcionalitás megértését, ezért jelenleg is a Barcelonai Evolócióbiológiai Intézet munkatársaival együttműködve dolgoznak a kutatók az egyes gének helyének meghatározásán.