Frontiers for Young Minds, je međunarodni časopis izdavačke kuće Frontiers velikog društvenog dosega, namijenjen učenicima, učiteljima i znanstvenim entuzijastima nastao s idejom da znanstvena otkrića ne trebaju ostati zatvorena unutar akademske zajednice. Časopis objavljuje dobno prilagođene edukativne verzije aktualnih istraživanja, namijenjene čitateljima u dobi od osam do petnaest godina te pomaže mladim čitateljima razumjeti pojedine znanstvene teme, potiče kritičko razmišljanje i budi interes za različita područja znanosti. Izdvaja ga i proces recenzije u kojem mladi čitatelji, uz vodstvo mentora, ocjenjuju je li tekst razumljiv i zanimljiv. Time se mladi obrazuju te istovremeno aktivno uključuju u znanstveni proces.
Ovo je drugi članak ovih IRB-ovih znanstvenika u tom časopisu. Prvi, objavljen 2024. godine, bavio se transpozonima, pokretnim genetičkim elementima koji mogu mijenjati položaj unutar genoma, a novi članak bavi se satelitnom DNA.
Što je „tamna materija genoma“?
Kada čuju riječ genom, većina pomisli na gene, ali oni obično čine manje od 2% ukupne DNA. Ostatak se dugo smatrao beskorisnim, nekom vrstom genetičkog balasta koji je u znanstvenoj komunikaciji dobio naziv „tamna materija genoma“, koristeći analogiju iz astronomije gdje tamna materija čini većinu svemira, a dugo je bila nepoznata i nerazumljiva. U „tamnoj materiji genoma“ obično dominiraju satelitne DNA i transpozoni, sekvence obrađene u ova dva rada.
Satelitna DNA sastoji se od kratkih segmenata koji se ponavljaju tisućama puta kroz genom. Naziv potječe iz ranih eksperimenata 1960-ih, kada se pri izolaciji DNA ovaj dio odvajao kao zasebna, „satelitna“ komponenta. Dugo su ti ponavljajući segmenti izgledali kao najdosadniji dio genoma no zahvaljujući razvoju novih metoda sekvenciranja DNA, znanje o njihovim ulogama brzo napreduje.
Zašto je važna „tamna materija genoma“?
Sljedovi DNA koji se ponavljaju u nizu imaju zajedničku karakteristiku da su najbrže promjenjive komponente genoma, gdje stanični mehanizmi mogu brzo mijenjati duljinu nizova. Posljedice tih promjena su dalekosežne, a svaki organizam ima vlastiti sastav satelitnih DNA, koje utječu na evoluciju i funkciju genoma i time doprinose bioraznolikosti na Zemlji.
„Na staničnoj razini, satelitna DNA obavlja nekoliko ključnih funkcija“, ističe Šatović-Vukšić. „Na primjer, ona pomaže pravilnoj raspodjeli genetičkog materijala tijekom stanične diobe kako se nalazi u centromerama, dijelovima kromosoma gdje se gradi složena proteinska struktura odgovorna za razdvajanje kromosoma u nove stanice. Greške u tom procesu rezultiraju ozbiljnim problemima za stanicu i cijeli organizam.“ Također, satelitna DNA može pomoći organizmima preživjeti nepovoljne uvjete. Stres može biti uzrokovan promjenama okoliša, izlaganjem toksičnim kemikalijama ili drugim čimbenicima. Kada su stanice pod stresom, složeni mehanizmi koji uključuju ponavljanja satelitne DNA aktiviraju se ili utišavaju, pomažući organizmu da regulira mnoge procese.
„Promjene u broju ponavljanja nekih ljudskih satelitnih DNA povezane su s određenim bolestima“ rekao je Plohl. Broj ponavljanja može biti marker nekih bolesti, a promjene u duljini niza mogu predvidjeti ozbiljnost simptoma. Razumijevanje dinamike promjena satelitnih DNA tako postaje važno za razumijevanje mehanizama koji održavaju naše tijelo zdravim. Istraživanja na glodavcima pokazala su da mikrosateliti (satelitne DNA s vrlo kratkim ponavljajućim jedinicama) mogu utjecati i na društveno ponašanje. Kod voluharica broj ponavljanja ispred određenog gena utječe na to koliko su životinje društvene, odnosno veći broj ponavljanja vodi do sklonosti stvaranju bliskih veza s drugim jedinkama.
Mikrosateliti su raspršeni po cijelom genomu, a duljine njihovih nizova jedinstvene su za svakog pojedinca i čine ono što poznajemo kao „DNA otisak prsta“. Određivanje DNA otiska rutinski se provodi u laboratorijima i koristi u forenzici za podudaranje DNA pronađene na mjestu zločina s DNA osumnjičenika, ali i za utvrđivanje srodstva.
Naglasak na znanosti za mlade
U školama se o genomu uglavnom uči kroz gene, a ostatak DNA rijetko se spominje. Satelitna DNA, iako čini znatan dio genoma, često ostaje nedovoljno razjašnjena. Članci poput ovog, pisani za djecu i mlade od 8 do 15 godina, nude priliku da se to promijeni od rane dobi. To se u ovom slučaju postiže prilagodbom jezika bez gubitka znanstvene točnosti, kroz vizualno obogaćen i interaktivan proces.
„Vjerujemo da ovakav oblik znanstvene komunikacije predstavlja vrijedan doprinos edukaciji i poticanju interesa za znanost kod mlađih dobnih skupina“, napomenula je Šatović-Vukšić.
Proces recenzije je vrlo edukativan za sve jer znanstvenici dobivaju povratne informacije koje ih tjeraju da razmišljaju iz perspektive mladog čitatelja. To je prilika za unaprijeđivanje jasnog i odgovornog komuniciranja znanosti. A mladi recenzent otkriva da znanost nije udžbenik s gotovim odgovorima, nego dinamičan proces u kojem i njegova pitanja „kako?“ i „zašto?“ imaju smisla.
