Yenilikler

Şempanzelerin ortak atasından ayrıldıktan sonra beyin, bağırsak ve bağışıklık sistemi ince ayarlandı

Duke araştırmacılarından oluşan bir ekip, beyin gelişimi, sindirim ve bağışıklıkta, aile soyumuz şempanzelerin soyundan ayrıldıktan sonra, ama biz Neandertallerle ayrılmadan önce hızla evrimleşmiş gibi görünen değişiklikleri yönlendiren bir grup insan DNA dizisi belirledi.

Beynimiz daha büyük ve bağırsaklarımız akran maymunlarımızdan daha kısa.

Craig Lowe, “İnsana özgü ve insana özgü olduğunu düşündüğümüz birçok özellik, muhtemelen bu zaman diliminde ortaya çıkıyor” dedi. .D., Duke Tıp Okulu’nda moleküler genetik ve mikrobiyoloji yardımcı doçenti.

Spesifik olarak, araştırmacıların İnsan Atasının Hızlı Evrimleşmiş Bölgeleri (HAQERS) olarak adlandırdığı ve bilgisayar korsanları gibi telaffuz edilen söz konusu DNA dizileri, genleri düzenler. Yakındaki genlere ne zaman açılıp kapanacağını söyleyen anahtarlardır. Bulgular 23 Kasım’da dergide yayınlandı Hücre.

Lowe, genomun bu bölgelerinin hızlı evriminin, düzenleyici kontrolün ince ayarı olarak hizmet etmiş gibi göründüğünü söyledi. Dizilimler düzenleyici bölgelere doğru geliştikçe insan işletim sistemine daha fazla anahtar eklendi ve bunlar çevresel veya gelişimsel ipuçlarına uyum sağlamak için daha hassas bir şekilde ayarlandı. Genel olarak, bu değişiklikler türümüz için avantajlıydı.

Lowe, “Genlerin açılmasına neden olma konusunda özellikle spesifik görünüyorlar, yalnızca belirli gelişim zamanlarında belirli hücre türlerinde veya hatta çevre bir şekilde değiştiğinde açılan genlerde düşünüyoruz” dedi.

Bu genomik yeniliğin çoğu, beyin gelişimi ve GI sisteminde bulundu. Lowe, “Bu dokularda devreye giren birçok düzenleyici unsur görüyoruz” dedi. “Bunlar, insanların hangi genlerin hangi seviyede ifade edildiğini rafine ettiği dokulardır.”

Bugün beynimiz diğer maymunlardan daha büyük ve bağırsaklarımız daha kısa. Lowe, “İnsanlar, bu ikisinin bağlantılı olduğunu varsaydılar, çünkü bunlar, etrafta olması gerçekten pahalı olan iki metabolik doku.” Dedi. “Sanırım gördüğümüz şey, size büyük bir beyin veren gerçekten bir mutasyon olmadığı ve bağırsakları gerçekten etkileyen bir mutasyon olmadığı, muhtemelen zaman içinde bu küçük değişikliklerin çoğuydu.”

Lowe’un laboratuvarı, yeni bulguları üretmek için biyoistatistik ve biyoinformatik doçenti Duke meslektaşları Tim Reddy ve moleküler genetik ve mikrobiyoloji doçenti Debra Silver ile uzmanlıklarından yararlanmak için işbirliği yaptı. Reddy’nin laboratuvarı aynı anda milyonlarca genetik anahtara bakma yeteneğine sahip ve Silver, anahtarların gelişmekte olan fare beyinlerindeki hareketlerini izliyor.

Lowe, “Bizim katkımız, bu teknolojilerin her ikisini bir araya getirebilseydik, o zaman bu tür karmaşık gelişen dokudaki yüzlerce anahtara bakabilirdik, ki bunu gerçekten bir hücre hattından elde edemezsiniz” dedi.

Lowe, “İnsanlarda tamamen yeni olan anahtarları belirlemek istedik” dedi. Hesaplamalı olarak, insan-şempanze atasının DNA’sının yanı sıra soyu tükenmiş Neandertal ve Denisovan soylarının nasıl olacağını çıkarsayabildiler. Araştırmacılar, 2022 Nobel ödüllü Svante Pääbo’nun öncü çalışmasından oluşturulan veritabanları sayesinde bu diğer şempanze sonrası akrabaların genom dizilerini karşılaştırabildiler.

“Yani, Neandertal dizisini biliyoruz, ancak bu Neandertal dizisini test edelim ve gerçekten genleri etkinleştirip etkinleştiremeyeceğini görelim”, bunu onlarca kez yaptılar.

Lowe, “Ve bunun gerçekten genleri açıp kapatan bir anahtar olduğunu gösterdik,” dedi. “Yeni gen düzenlemesinin zaten var olan yeniden kablolama anahtarlarından ziyade tamamen yeni anahtarlardan geldiğini görmek gerçekten eğlenceliydi.”

HAQER’ler insanlara kazandırdıkları olumlu özelliklerin yanı sıra bazı hastalıklara da bulaşabilmektedir.

Çoğumuz oldukça benzer HAQER dizilerine sahibiz, ancak bazı farklılıklar var, “ve bu varyantların belirli hastalıklarla, yani hipertansiyon, nöroblastom, tek kutuplu depresyon, bipolar depresyon ve şizofreni ile ilişkili olma eğiliminde olduğunu gösterebildik” dedi. Lowe, etki mekanizmalarının henüz bilinmediğini ve bu alanlarda daha fazla araştırma yapılması gerektiğini söyledi.

Lowe, “Belki de insana özgü hastalıklar veya bu hastalıklara karşı insana özgü duyarlılıklar, tercihen yalnızca insanlarda var olan bu yeni genetik anahtarlara göre haritalandırılacaktır” dedi.

Araştırmaya destek Ulusal İnsan Genomu Araştırma Enstitüsü — NIH (R35-HG011332), Kuzey Karolina Biyoteknoloji Merkezi (2016-IDG-1013, 2020-IIG-2109), Sigma Xi, The Triangle Center for Evolutionary Medicine ve Duke’tan geldi. Whitehead Bursu.

Kaynak ve İleri Okuma: https://www.sciencedaily.com/releases/2022/11/221123114249.htm

İlgili Makaleler

Başa dön tuşu