'סופרג'ין' גורם להרס בגנום

Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin
Share on telegram
Share on whatsapp
Share on email
פרסומת
תכנון תשתיות רפואיות


הגנום האנושי גדוש ב"אלמנטים גנטיים אנוכיים", אשר נראה כי אינם מועילים למארחים שלהם, אלא מבקשים רק להפיץ את עצמם.

אלמנטים גנטיים אנוכיים יכולים לזרוע הרס על ידי, למשל, עיוות יחסי מין, פגיעה בפוריות, גרימת מוטציות מזיקות, ואפילו גרימת פוטנציאל להכחדת אוכלוסיה.

ביולוגים מאוניברסיטת רוצ'סטר, כולל אמנדה לאראקואנטה, פרופסור חבר לביולוגיה, ודייבן פרסגרייבס, פרופסור לביולוגיה של דיקן האוניברסיטה, השתמשו לראשונה בגנומיקה של אוכלוסיה כדי לשפוך אור על האבולוציה וההשלכות של יסוד גנטי אנוכי ידוע. כפי ש מעוות הפרדה (SD).

במאמר שפורסם בכתב העת eLifeכך מדווחים החוקרים SD גרם לשינויים דרמטיים בארגון הכרומוזומים ובמגוון הגנטי.

תחילה רצף גנום

החוקרים השתמשו בזבובי פירות בתור אורגניזמים מודל לחקר SD, יסוד גנטי אנוכי שמטה את כללי ההעברה הגנטית הוגנת. זבובי הפירות חולקים כ-70 אחוז מאותם גנים שגורמים למחלות אנושיות, ומכיוון שיש להם מחזורי רבייה כה קצרים – פחות משבועיים – מדענים מסוגלים ליצור דורות של הזבובים בפרק זמן קצר יחסית.

זבובים נקבות משדרים SD-כרומוזומים נגועים לכ-50 אחוז מצאצאיהם, כצפוי לפי חוקי הירושה של מנדל. זכרים, לעומת זאת, משדרים SD כרומוזומים לכמעט 100 אחוז מהצאצאים שלהם, כי SD הורג כל זרע שאינו נושא את היסוד הגנטי האנוכי.

איך SD תעשה את זה?

מכיוון שהוא התפתח למה שהחוקרים מתייחסים אליו כ"סופרגן" – מקבץ של גנים אנוכיים על אותו כרומוזום שעוברים יחד בתורשה.

חוקרים ידעו מזה עשרות שנים ש-SD התפתח ליצירת סופר-גן. אבל זו הפעם הראשונה שהם משתמשים במה שמכונה גנומיקת אוכלוסיה – בחינת דפוסים רחבי גנום של שינויים ברצף DNA בין פרטים באוכלוסייה – כדי לחקור את הדינמיקה, האבולוציה וההשפעות ארוכות הטווח של SD על התפתחות הגנום.

"זו הפעם הראשונה שמישהו רצף את כל הגנום של SD כרומוזומים ולכן היה מסוגל להסיק מסקנות הן לגבי ההיסטוריה והן ההשלכות הגנומיות של היותו סופרגן", אומר פרסגרייבס.

נפילה אבולוציונית באופק

היתרון בלהיות סופרגן הוא שגנים מרובים יכולים לפעול יחד כדי לגרום SDהעברה כמעט מושלמת של הצאצאים. עם זאת, כפי שמצאו החוקרים, ישנם חסרונות גדולים בלהיות סופרגן.

ברבייה מינית, כרומוזומים מהאם והאב מחליפים חומר גנטי כדי לייצר שילובים גנטיים חדשים ייחודיים לכל צאצא. ברוב המקרים, הכרומוזומים מסתדרים כראוי ומצטלבים. מדענים הכירו זה מכבר שחילופי חומר גנטי על ידי מעבר – המכונה רקומבינציה – היא חיונית מכיוון שהיא מעצימה את הברירה הטבעית לחסל מוטציות מזיקות ולאפשר את התפשטותן של מוטציות מועילות.

עם זאת, כפי שהראו החוקרים, אחת העלויות העיקריות של SDהשידור הכמעט מושלם של זה הוא שהוא לא עובר ריקומבינציה.

האלמנט הגנטי האנוכי זוכה ליתרון העברה לטווח קצר על ידי השבתת הרקומבינציה כדי להבטיח שהוא מועבר לכל צאצאיו. אבל SD אינו צופה פני עתיד: מניעת ריקומבינציה הובילה SD צובר הרבה יותר מוטציות מזיקות בהשוואה לכרומוזומים נורמליים.

"ללא ריקומבינציה, הברירה הטבעית לא יכולה לטהר מוטציות מזיקות ביעילות, כך שהן יכולות להצטבר על SD כרומוזומים", אומר לאראקואנטה. "המוטציות הללו עשויות להיות כאלה שמשבשות את התפקוד או הרגולציה של גנים."

חוסר הרקומבינציה עשוי גם להוביל SD'הנפילה האבולוציונית של, אומר פרסגרייבס.

"בשל חוסר הרקומבינציה שלהם, SD הכרומוזומים החלו להראות סימנים של ניוון אבולוציוני."



קישור לכתבת המקור – 2022-07-06 20:33:36

Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on telegram
Telegram
Share on whatsapp
WhatsApp
Share on email
Email
פרסומת
תכנון תשתיות רפואיות

עוד מתחומי האתר

אנחנו קופצים ליצירת סתיו השבוע ב-Creative Haven על ידי הכנת כמה דלעות בלוק מקסימות! אנחנו…