ä¸è¦å²ç¬æåçæ§
目次:
DNAは通常規則に従うのが好きです。 DNAのストランドはいくらか忠実にコピーされ、そのコピーは両親から子孫に受け継がれ、私たちが知っているように進化を推進します。しかし、新たな見積もりによると、あなたのゲノムの50パーセントは種から種へと飛び越えるのが好きな反逆的なDNAで構成されています。この不正なDNA、研究者は ゲノム生物学 月曜日に発表された記事は、生命の進化を通して、この惑星上のほぼすべてのゲノムに無作為に自分自身を挿入しています。それらはすべて何百万年も前の一連の不思議な出来事の中に残っています。
博士後期の神経遺伝学およびバイオインフォマティクス研究者であり、この論文の主執筆者であるAtma Ivancevic博士は、なぜ、同じ不正DNAがウニやヒトとは大きく異なる動物に見いだされるのかを説明することを試みることから始めました。地球上のほとんどの種が大量の遺伝物質を共有していることが証明されています - 人間は私たちのDNAの約99パーセントをチンパンジーと共有していると聞いたことがあるでしょう。
「「ジャンプ遺伝子」は実際には遺伝子ではありません。それらは「ジャンクDNA」の非コーディング部分です」と彼女は言います 逆 メールで。 「それらは遺伝的寄生虫のように考えてください。ゲノムを飛び回って自分勝手に自分自身を複製し、時には種の間を飛び越えます。」
ここ数年の間に、これらの不正なDNAの機能を理解するようになりましたが、それが何をするのか正確にはわかりません。これはジャンプする遺伝子の背後にある謎です。それらは生命の木の至るところに散らばったDNAトレイルのパン粉です。さて、この論文のおかげで、私たちはついに彼らがそのような混乱をした方法を見つけるかもしれません。
水平転送
Ivancevicの調査によると、BovBとL1と呼ばれる、広範な種類にわたって追跡できる2種類のジャンピングジャンクDNAがあります。研究者たちはこれらのパターンを転移性元素（TE）と呼んでいます。ウニからウシ、そして人間に至るまで、動物の遺伝子全体にランダムに「コピーアンドペースト」するからです。 TEが他の種の遺伝物質に侵入するこの奇妙なプロセスは、 水平転送.
我々の生殖に関する標準的な理解は、 垂直転送 ほとんどの遺伝物質は通常親から子に受け継がれるという仮定。
家系図を描くときには、通常、親の下に子供を描きます。ある意味で、遺伝子はそのように世代に沿って分類される傾向があります。しかし、いくつかのTEは動く 横に 生命の樹木を越えて、「ベクター」と呼ばれるメッセンジャーを通して、ある生物のDNAから別の生物へ「ジャンプ」します。科学者たちは、プロセスが種間でどのように機能するかを完全に理解していません。
バクテリアのような有機体の中には、遺伝子の水平伝達が非常に得意であり、ベクターなしで自然に行うことが多いものがあります。動物はそれをすることができませんが、彼らはすることができます 感染した バクテリアによって、それはそれからベクトルとして作用することができます。この論文は、ナンキンムシ、マダニ、およびイナゴを含む、このメッセンジャーの役割のいくつかの可能性のある候補を示唆しています、そしてそれはまた、カキや海ミミズのようないくつかの潜在的な水生生物 - 生物を指名します。これらのベクターが、2ビットのがらくたのDNA配列BovBとL1を種間で移動させた可能性があります。
本当に面白いのは、DNAが到着したらどうなるかということです。トランスファーイベントが起こった後、Ivancevicと彼女のチームは示す、DNAは急速に複製することができます。たとえば、BovBは最初にヘビで発生し、それから何百年も前に水平転送イベントを介して牛に「飛び降り」、そこで何度も複製されたと考えられています。標準のコピーアンドペーストをすると考えてください、あなただけが繰り返しcontrol-Vを押してください。
「私にとって、最も驚くべきことはトランスファーではなく、トランスファー後の宿主ゲノムへの影響でした」とIvancevicは言います。 「現在、BovBはウシゲノム配列の約25％を占めています。それは大きな変化です！」
大きなジャンプを探して
これらのシーケンスがどれほど深くまで侵入したかを知るために、Ivancevicのチームは759種のゲノムを調べました。彼らは動物においてBovB配列がヘビ、ウシ、ウニ、コウモリ、ウマと遠く関連していることを発見した（コウモリとウマは完全なBovB配列の数が少ないが）。 Ｌ１配列はさらに優勢であるように思われた。 79種はBovB配列を持っていたが、 559 種はL1配列を持っていた。歴史的には、L1は垂直方向にのみ移動すると考えられていたので、これらの異種の種でL1配列を見つけることは画期的なことでした。
BovBは遠くの近縁種間で「大きなジャンプ」を起こし、ある種の水平移動事象が起こったという証拠を提供するので、常に研究者を魅了してきました。しかし、これまでの分析では、L1シーケンスがこれらの大きなジャンプをしたというごくわずかな例が見つかっただけなので、研究者はL1はおそらく垂直方向にしか受け継がれていないと結論付けました。
より広いネットをキャスティングすることによって、Ivancevicのチームは我々がかつて考えていたよりも多くのゲノムジャンプがあることを示しました。 「動物、植物、真菌の使用は、現在のデータで可能な限り多くのゲノムをスクリーニングするのに本当に役立ちました。大規模に国境を越えた移転を探す研究は多くありません」と彼女は言います。
L1が559種に存在するという知見は、L1が 持っていました これらの大きなジャンプをしました。チームは、このジャンク遺伝子が種のDNAを完全に分離した王国に入れるための可能性として、何百万年も前に発見されていなかった6種のL1の「ジャンプ」を指摘しています。
彼らは、これらの水平方向の出来事の1つが、1〜160万年前から1億9,100万年前の間に、古代の「therian」哺乳動物（卵を産まない動物）の祖先に陥ったかもしれないと書いています。そこから、シーケンスは、おそらく人間を含むそれらの古代の動物のすべての子孫に垂直に受け継がれたかもしれません。 L1は大部分が断片化されていてヒトでは不活性ですが、それでもまだ私たちのゲノムの17パーセントを占めています。
このような調査結果は、ほんのわずかな力でも進化をどのように変えることができるかを示しています。おそらく、何百万年も前に、私達の最も遠い先祖の一人が、海に住む吸血害虫との口論に遭遇しました - それはおそらくワームでした - そして、どういうわけかランダムDNAの注射を受けました。今、数百万年経った今でも、これらの変化は私たちの中に残っています、そして私たちはまだそれらが果たす役割を考え出しています。
「それは、ランダムなDNA交換がどれだけ私たちの進化を形作ることができるかを示しています」とIvancevicは言います。