האבולוציה האנושית לא הייתה רק התווים, אלא איך הוא נוגן: המוח, המעיים והמערכת החיסונית כוונו עדין לאחר פיצול מהאב הקדמון המשותף של השימפנזים

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


צוות של חוקרי דיוק זיהה קבוצה של רצפי DNA אנושיים המניעים שינויים בהתפתחות המוח, העיכול והחסינות, שנראה כאילו התפתחו במהירות לאחר שהקו המשפחתי שלנו התפצל מזה של השימפנזים, אבל לפני שהתפצלנו עם הניאנדרטלים.

המוח שלנו גדול יותר, והקרביים קצרים יותר מעמיתינו הקופים.

"הרבה מהתכונות שאנו חושבים עליהן כעל אנושיות ייחודיות וספציפיות לאדם, כנראה מופיעות במהלך פרק הזמן הזה," ב-7.5 מיליון השנים שחלפו מאז הפיצול עם האב הקדמון המשותף שאנו חולקים עם השימפנזה, אמר קרייג לו, Ph. .D., עוזר פרופסור לגנטיקה מולקולרית ומיקרוביולוגיה בבית הספר לרפואה של דיוק.

באופן ספציפי, רצפי ה-DNA המדוברים, שהחוקרים כינו אותם אזורים שהתפתחו במהירות אנושית (HAQERS), מבוטא כמו האקרים, מווסתים גנים. הם המתגים שאומרים לגנים קרובים מתי להפעיל ולכבות. הממצאים מופיעים ב-23 בנובמבר בכתב העת תָא.

נראה כי ההתפתחות המהירה של אזורים אלה בגנום שימשה כוונון עדין של בקרת הרגולציה, אמר לו. מתגים נוספים נוספו למערכת ההפעלה האנושית ככל שהרצפים התפתחו לאזורים מווסתים, והם הותאמו בצורה עדינה יותר כדי להסתגל לרמזים סביבתיים או התפתחותיים. בגדול, השינויים האלה היו מועילים למין שלנו.

"הם נראים ספציפיים במיוחד בגרימת גנים להידלק, אנחנו חושבים רק בסוגי תאים מסוימים בזמנים מסוימים של התפתחות, או אפילו גנים שנדלקים כאשר הסביבה משתנה בדרך כלשהי", אמר לואו.

הרבה מהחידוש הגנומי הזה נמצא בפיתוח המוח ובמערכת העיכול. "אנחנו רואים הרבה אלמנטים רגולטוריים שנדלקים ברקמות האלה," אמר לואו. "אלה הרקמות שבהן בני האדם מעדנים אילו גנים באים לידי ביטוי ובאיזו רמה".

כיום, המוח שלנו גדול יותר מקופים אחרים, והקרביים שלנו קצרים יותר. "אנשים שיערו שהשניים האלה אפילו קשורים, כי הם שתי רקמות מטבוליות יקרות מאוד שיש בסביבה," אמר לואו. "אני חושב שמה שאנחנו רואים הוא שלא באמת הייתה מוטציה אחת שנתנה לך מוח גדול ומוטציה אחת שבאמת פגעה במעיים, זה כנראה היו הרבה מהשינויים הקטנים האלה לאורך זמן."

כדי להפיק את הממצאים החדשים, המעבדה של לו שיתפה פעולה עם עמיתיו של דיוק טים רדי, פרופסור חבר לביוסטטיסטיקה וביואינפורמטיקה, ודברה סילבר, פרופסור חבר לגנטיקה מולקולרית ומיקרוביולוגיה כדי לנצל את המומחיות שלהם. המעבדה של רדי מסוגלת להסתכל על מיליוני מתגים גנטיים בבת אחת וסילבר צופה במתגים בפעולה בפיתוח מוחות עכברים.

"התרומה שלנו הייתה שאם נוכל להפגיש את שתי הטכנולוגיות הללו, אז נוכל להסתכל על מאות מתגים בסוג כזה של רקמה מתפתחת מורכבת, שאי אפשר באמת לקבל מקו תאים," אמר לואו.

"רצינו לזהות מתגים שהיו חדשים לגמרי בבני אדם", אמר לואו. מבחינה חישובית, הם הצליחו להסיק כיצד היה נראה ה-DNA של האב הקדמון של השימפנזה, כמו גם השושלות הניאנדרטלים והדניסובן שנכחדו. החוקרים הצליחו להשוות את רצפי הגנום של קרובי משפחה אחרים לאחר שימפנזה הודות למאגרי מידע שנוצרו מעבודתה החלוצית של זוכת פרס נובל לשנת 2022, Svante Pääbo.

"אז, אנחנו מכירים את הרצף הניאנדרטלי, אבל בואו נבדוק את הרצף הניאנדרטלי הזה ונראה אם ​​הוא באמת יכול להפעיל גנים או לא", מה שהם עשו עשרות פעמים.

"והראינו, וואו, זה באמת מתג שמדליק ומכבה גנים," אמר לואו. "זה היה ממש כיף לראות שוויסות גנים חדש הגיע מתגים חדשים לגמרי, ולא רק מעין מתגים של חיווט מחדש שכבר היו קיימים."

יחד עם התכונות החיוביות ש-HAQERs נתנו לבני אדם, הם יכולים להיות מעורבים גם במחלות מסוימות.

לרובנו יש רצפי HAQER דומים להפליא, אבל יש כמה שונות, "והצלחנו להראות שהווריאציות האלה נוטות להיות מתואמות עם מחלות מסוימות", אמר לואו, כלומר יתר לחץ דם, נוירובלסטומה, דיכאון חד קוטבי, דיכאון דו קוטבי וסכיזופרניה. מנגנוני הפעולה אינם ידועים עדיין, ויהיה צורך לבצע מחקר נוסף בתחומים אלה, אמר לו.

"אולי מחלות ספציפיות לאדם או רגישות ספציפית לאדם למחלות אלו ימופו באופן מועדף בחזרה למתגים הגנטיים החדשים האלה שקיימים רק בבני אדם", אמר לואו.

התמיכה במחקר הגיעה מהמכון הלאומי לחקר הגנום האנושי – NIH (R35-HG011332), המרכז לביוטכנולוגיה צפון קרוליינה (2016-IDG-1013, 2020-IIG-2109), Sigma Xi, המרכז המשולש לרפואה אבולוציונית והדוכס מלגת Whitehead.



קישור לכתבת המקור – 2022-11-23 18:42:49

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
MAGNEZIX מגנזיקס

עוד מתחומי האתר