그것은 기회를 증가시키기 위해 가능한의 성공적인 돌연변이가?

1944 년,박사 과정 학생의 유전학 컬럼비아 대학에서 에블린 witk 에는 가끔 실수합니다. 그의 첫 번째 실험실에서 실험에서 콜드 스프링 하버,뉴욕에서 그녀가 실수로 노출되는 수백만의 전자 대장균 치사량의 자외선합니다. 다음 날 돌아와 샘플을 확인하려면서,그녀는 것을 발견들은 모두 죽었습니다. 를 제외하고,하나에서 세균의 세포 생존과 지속 성장하고 있습니다. 게,이러한 세포는 대처할 수 있는 자외선 조사합니다. 에 대한 witk 에이 좋은 것은 우연의 모든 세포가 이 문화는 정확하게 돌연변이 도움이 그들이 생존—그래서 성공적인 그녀는 의심이 있는지 그것은 우연의 일치에 모든다.

통해 다음 이십년,witk 에은 이해하기 위해 노력하고 어떻게 그리고 왜 이러한 돌연변이다. 그녀의 연구 주도하는 SOS 응답 메커니즘의 DNA 복구에 사용되는 박테리아에 의해 할 때,그들의 유전자 손상;중 회복의 수십 유전자의 활성화,돌연변이 속도가 증가합니다. 이러한 돌연변이가 가장 자주 유해 보다 유용하지만,그들은 당신이 적응하는,예를 들어,자외선 또는 항생제입니다.

이후,일부 진화 생물학었의 문제로 고통을했다:자연의 이해니까? 은 돌연변이 시작은 보조 결과 복구 프로세스가 본질적으로 오류가 발생하기 쉬운가? 또는,몇몇 연구원에 따르면 증가하는 속도의 돌연변이 진화 적응에 도움이되는 박테리아에서 빠르게 성장하는 스트레스가 환경에까요?

과학적 도전입니다 하지만 설득력을 입증하는 가혹한 환경인가 아닌 임의의 돌연변이가 있습니다. 을 찾아 작동 메커니즘,호환성의 나머지 부분과 분자 생물학는 것이 좋은 돌연변이 더 높습니다. 다른 파도의 설문조사의 박테리아와 더 복잡한 생물들에 대한 답을 찾기 위해 노력하고 이러한 질문에 대한 수십 년 동안.

마지막 그리고 아마도 최고의 응답을 설명하는 일부 유형의 돌연변이 어쨌든,—온서의 연구 효모,보고서 월 PLOS 생물학습니다. 과학자 그룹에 의해 주도 요나단이 따에서 전문가 분자 생물학 및 유전학의 연구소에서ㄴ아브라함에 캠브리지,메커니즘을 제안하는 원인이 더 많은 돌연변이를 게놈의 효모에서 그 지역에서 수 있는 가장 적합니다.

"이것은 완전히 새로운 방법으로는 환경에 영향을 미칠 수 있는 게놈할 수 있는 적응 필요한 경우입니다. 이 프로세스 중 하나는 우리가 보았다"고 말했다 필립 헤이스팅스,교수의 분자와 인간의 유전학의 의과 대학의 세계는 참가하지 않은 실험에서의 그룹의 따니다. 다른 과학자들은 지원되는 이동,하지만 경고하는 논쟁적인 아이디어를 필요로 더 많은 지원과 함께 사실입니다.

증가하는 다양성에 게놈

"대신에게 매우 광범위한 질문에"항상 무작위로 돌연변이까?", 나는 사용하기로 결정했다 더 많은 기계적인 접근 방식"라고 따니다. 그와 그의 동료들에 관심을 끌었는 특별한 형식의 돌연변이라는 변화의 번호의 사본입니다. DNA 자주 많이 포함되어 복사본에 확장된 시퀀스는 기본적인 쌍의 전체 또는 일부 유전자가 있습니다. 정확한 숫자에 따라 달라질 수 있습는 개인은,때문에 세포의 DNA 를 분 셀 실수로 삽입하거나 삭제할 수 있습본의 유전자 시퀀스입니다. 인간에,예를 들어,5-10%게놈의 표시에 변화 번호의 사본부에 사람이 사람을—그리고 때로는 이러한 변형과 관련된 암,당뇨병,자폐증 및 유전자 질환입니다. 따 용의자는 적어도 일부 경우에,이 변수는 유전자의 수 있 스트레스에 대한 응답 또는 위험 환경에서습니다.

2015,따 및 그의 동료들을 설명하는 메커니즘을 효 얻을 것은 더 변화 번호의 사본의 유전자와 관련된 리보솜,세포의 부분 합성 단백질입니다. 그러나,그들이 입증되지 않는 이 증가 목적이 있는 적응형 응답을 변경하거나 제한 세포의 환경입니다. 그러나,그들이 발견되는 효모를 더 만들의 사본 ribosomal 유전자 때 영양소들이 풍부하고,필요한 단백질을 더 높을 수 있습니다.

따라서,따로 결정 여부를 테스트는 이러한 메커니즘을 직접적으로 영향을 미칠 유전자,바이러스 위험한 환경을 변경합니다. 에서 작업을 2017 년에 팀과 함께,그분에 초점을 맞춘 CUP1,유전자는 효모 저항하는 유독한 효과의 구리합니다. 그들이 발견되는 경우 효모에 노출되는 구리의 변화 번호의 사본을 CUP1 세포에서 성장합니다. 에 평균,대부분의 세포는 더 적은 복사 유전자의 효 획득 더—약 10%의 전체 인구 되었고 저항하는 구리,덕분에 번성하기 시작했습니다. "작은 숫자는 세포의 모든 것을 했다 오른쪽에 있었다,이러한 활용할 수 있는 능가하는 모든 다른 사람이다."

그러나 이러한 변화는 그 자체가 의미하지 않았다 많은 경우:구리 환경에서 발생했 돌연변이,의 변화의 변화 번호의 사본,CUP1 수 아무것도 더 이상의 결과가 더 높은 비율의 돌연변이다. 이 가능성을 배제하고,연구자들은 영리 재 CUP1 유전자에 대응하기 위해 무해하나 설탕,갈락토오스를 대신 구리합니다. 을 때 수정된 효모세포에 노출되었을 갈락토오스의 변화 번호의 사본도 변경되었습니다.

세포를 보인 감독이 더 많은 변화를 맞추는 게놈은 그들이 유용할 것이다. 후에 추가 작업,과학자들은 식별된 생물학적 메커니즘이 현상입니다. 알려져 있었고 그 때 세포 복제 그들의 DNA 복제는 엔진 때로 중지합니다. 일반적으로,메커니즘을 다시 시작할 수 있습니다 및에서 작업을 계속 배치할 수 있습니다. 을 때 그는 할 수 없고,세포 반환의 시작 부분에 복제이지만,그것은 때로는 임의로 삭제하는 유전자 시퀀스를 만들거나 추가적인 복사본입니다. 이것은 일반적인 변화 번호의 사본입니다. 하지만 따와 그의 팀은 결론에 도달했는 요인의 조합에 있다는 사실을 이끈 이러한 복사본 오류 가능성을 인상하는 유전자 적극적으로 대응해 스트레스 환경에서,그리고 따라서 가능성을 입증하에 변화 번호의 사본입니다.

키 여기에는 이러한 효과 집중되어에 유전자에 부응하는 환경,그리고 그들은 자연스럽게 선택하기 위해 더 많은 기회를 조정 유전자 발현하는 수준은 최적의에 대한 특정 문제입니다. 결과는 것을 보여 실험적 증거는 복잡한 환경을 자극할 수 있는 세포를 제어하는 이들 유전적 변화는 최상의 형태입니다. 그들은 또한 당신을 생각 나게 오래된 dodawanie 아이디어의 프랑스어 자연 Jean-Baptiste Lamarck,누가 믿는 생물 evolyutsioniruet 의 전송에서 취득한 환경적 특성을 그들의 자손입니다. 따는 유사성은 외면니다.

"우리가 확인된 메커니즘을 발생한 전체 프로세스에서의 다윈의 선택을 임의의 돌연변이와를 자극하는 비 임의의 돌연변이 유용한 장소"라고 말 따니다. "Lomakovsky 적응합니다. 그것은 모든 그냥 지도 가지고 사람들을 위해 최선을 다하고 동일한지만,문제와 관련된 lomakovsky 적응"니다.

적응 돌연변이와 논쟁

1943 년에,경우 미생물살바도르 루리아와의 생물 물리학 Max 우리는 증명하는 실험이 가져온 노벨상은 과학자,돌연변이의 대장균이 발생한 기회에 의해,관찰 SOS 응답이 박테리아에서는 점차적으로 주도 과학자들은 궁금해하는 여부에 이 규칙이 중요한 후퇴입니다. 예를 들어,논란이 일 발표,자연에서 1988 년에 존 케언스 하버드에서 와 그의 팀은 것을 발견했을 때 그들이 박테리아는지 소화 유당에서 우유,설탕에서는 환경 설탕 유일한 식품 원본,곧 세포 획득을 변환하는 기능을 유당하는 에너지로입니다. 케언스 주장하는 것이 결과를 보여주는 세포는 메커니즘,그들을 수 있도록 선택적인 돌연변이 그들이 발견 유용합니다.

실험적인 확인의 아이디어로는 부족하지만,일부 생물학자들이 영감을 받았을 옹호자들의 폭 넓은 이론의 적응 돌연변이다. 그들이 믿는 경우에도 세포를 보낼 수 없습니다 정확한 돌연변이 특정 조건에서,그들은 적응할 수 있는 증가하는 속도의 돌연변이와에 기여하는 유전자 변경합니다.

의 작업 팀의 따,그것은 보인다,완벽하게 맞으로 이 이론합니다. 효모하는 메커니즘이 있어의"선택의 여지가 없다면,앞에 서 있는 메커니즘의는 다음과 같습니다:내가 돌연변이,유전자,문제를 해결하기 위해"라고 파트리샤 육성,생물학에서 인디아나 대학교도 있습니다. "이것은 진화가 가속화 될 수있는"니다.

헤이스팅스에서 소녀에서 동의한 그녀와 함께 메모를 하는 사실 메커니즘을 따는 이유를 설명은 추가 돌연변이 발생하지 않는 게놈 전체습니다. "우리는 다시 작성하고,유전자"그렇게 할 수 있다.

이론의 적응 돌연변이지만,적은 수락가능하여 대부분의 생물학자 및 그들의 많은 회의 원래의 실험으로 케언스 및 새로운 따니다. 그들이 변론하는 경우에 높은 비율의 돌연변이 있습에 적응하기는 주변 압력을 증명하는 증가하는 속도의 돌연변이었다 자체에는 적응하는 압력에,설득력하는 것은 매우 어려울 것이다. "이 해석은 매력적인에서 직관적 인 수"라고 존 로스,유전학 및 미생물에서 캘리포니아대학 데이비스에서,"그러나 저에게 그것이 바로 보이지 않는다. 다는 것을 믿지 않는 이러한 예는 압력에 의해 발생의 돌연변이 올바른다. 가 있고,다른 사람이 될 수 있지 않을 가장 명백한 설명이 현상의"니다.

"내가 생각하는 작업이 따은 아름다운 그에 맞는 분쟁에 대한 적응형 돌연변이다,"라고 바울은 Sniegowski,생물학자 펜실베니아 대학에서습니다. "그러나 그것은 단지 가설입니다." 을 확인 그것은 확실,"나는 그것을 확인하는 어떻게 진화 생물학자들은"만드는 이론적인 모델 및 여부를 결정이 적응 metroeast 에서 개발하는 합리적인 기간의 시간,그리고 그 특정 인구의 생물 실험실에서 구현하는 메커니즘이 있습니다.

에도 불구하고 정당성을 의심하는 사람들,따와 그의 팀은 영구 자신의 연구에서 그들을 고려한 필요의 이해를 위한 암과 다른 생명 문제입니다. "암의 개발,저항하는 화학요법,일반적인 현상이 심각한 장애물이 질병의 치료"라고 말 따니다. 그가 생각하는 화학요법 및 기타 가해지는 압력에서 종양을 홍보할 수 있습 종양을 더 돌연변이 포함,저항의 개발을 약물입니다.

"우리는 적극적으로 작동하는"따지만"올 여전히"니다.

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