"Mörka DNA" kan förändra hur vi tänker om evolution

För DNA-sekvensering Teknik som kan hjälpa forskarna att hitta svar på de frågor som plågade människor i århundraden. Kartlägga arvsmassan hos djur, får vi en bättre uppfattning om hur giraffen fick sin långa hals och varför ormar är så lång. Genomet sekvensering tillåter oss att jämföra DNA från olika djur och räkna ut hur de utvecklats och att vara som de är.

Men ibland står vi inför ett mysterium. Arvsmassan hos vissa djur, tydligen, ska du inte inkludera vissa gener som förekommer i andra liknande typer och måste vara närvarande för att stödja djurens liv. Dessa till synes frånvarande gener, så kallade "mörka DNA". Hennes existens kan vända vår förståelse av evolutionen.

För Första gången, forskare under ledning av Adam Harrison från University of Oxford inför detta fenomen under sekvensering av arvsmassa sand råtta (Psammomys obesus), gerbiler arter som lever i öknar. I synnerhet de ville studera gener gerbiler i samband med produktion av insulin, för att förstå varför detta djur är särskilt känsliga för typ II diabetes.

När de sökte Pdx1 genen som styr insulinfrisättningen, fann de att det saknas tillsammans med 87 andra gener som omger den. Några av dessa saknade gener, inklusive Pdx1, är viktig, och utan dem, ett djur kan inte överleva. Var är de?

Den Första ledtråden var det faktum att det i flera av kroppens vävnader sand råttor, fann forskarna kemikalier som kan förekomma på de "instruktioner" som "saknas" gener. Detta skulle bara vara möjligt om de gener som är närvarande någonstans i arvsmassan. Och detta skulle tyda på att de saknas inte, men helt enkelt försvunnit.

DNA-Sekvenser av dessa gener är mycket rik på guanin och cytosin, två av de fyra molekyler av "grunderna" som bygger upp DNA. Vi vet att rika i cytosin och guanin sekvenser skapa problem för vissa metoder för DNA-sekvensering. Och det blir mer troligt att de gener som vi letade efter var på plats, men de var svåra att upptäcka. Av denna anledning, vi kallade det en dold sekvens av "mörka DNA," som en hänvisning till mörk materia, som består av 25% av Universum, men vi kan inte hitta den.

Att Studera genomet av sand råttor, fann vi att i en del, i synnerhet, hade en hel del fler mutationer än andra gener i gnagare. Alla gener i denna hotspot mutationer var DNA-rik på cytosin och guanin, och muterat till en sådan grad att de är svåra att upptäcka med hjälp av standardiserade metoder. Överdriven mutation ofta stannar genen, men på något sätt gener av gerbiler fortsätta att spela sin roll, trots att den radikala förändring i DNA-sekvensen. Detta är en mycket svår uppgift för gener. Det är som att sjunga "Katiusja" med bara vokaler.

Denna typ av mörka DNA som tidigare fanns i fåglar. Forskare har upptäckt att en gen 274 är "nej" i den sekvenserade närvarande, arvsmassan hos fåglar. Bland dem genen för leptin (det hormon som reglerar energibalansen), som den vetenskapsman som inte kunde hitta i många år. Igen, dessa gener har en mycket hög halt av cytosin och guanin och deras produkter finns i vävnader organ av fåglar, även om det är generna som det inte ligger i geneticheskih sekvenser.

en strimma av ljus i mörkret-DNA

I de flesta av de läroböcker som uppfyller definitionen av, vilket innebär att utvecklingen sker i två faser: den mutation borde vara det naturliga urvalet. Mutation av DNA — detta är en gemensam och kontinuerlig process som sker helt av en slump. Det naturliga urvalet bestämmer vilka mutationer måste passera, och som inte, oftast beroende på vilket resultat de visade i den process av reproduktion. Kort sagt, den mutation som skapar variation i DNA i en organism, och det naturliga urvalet bestämmer sig för att stanna eller att släppa ut, och så är evolution.

Men centers på den hög av mutationer i arvsmassan innebär att gener på vissa platser är mer benägna att mutera än andra. Detta innebär att dessa skador kan vara nedootsenennym mekanism som också kan bestämma över utvecklingen. Och så estestvenny urval kan inte vara den enda drivkraften.

Har du fortfarande mörkt DNA, tydligen var närvarande i två olika och vanliga typer av Husdjur. Men det är fortfarande oklart hur hon alla sprids. Om arvsmassan hos alla djur innehåller DNA i mörkret, och om inte, vad gör gerbiler och fåglar så unik? De mest beroendeframkallande pusselspel kommer att vara att räkna ut vad påverkan av mörka DNA har haft på utvecklingen av djur.

I exemplet med sand råtta, en grogrund för mutation, kan ha lett till anpassning av djur till öken villkor. Men, å andra sidan, den mutation kan ha skett så snabbt att det naturliga urvalet kunde inte fungerar tillräckligt snabbt för att eliminera allt som är skadliga för DNA. Om så är fallet, då den skadliga mutationer kan störa överlevnad av sand råtta utanför dess nuvarande öken miljö.

Upptäckten av detta märkliga fenomen säkert väcker frågor om hur evolyutsioniruet genomet, och att vi kan ha missat i den aktuella projekt av genomet sekvensering. Vi kanske ska vända runt och titta noggrant.