חוקרים מראים אלמנטים ניידים קופים סביב הגנום

פרסומת
X-ray_Promo1


בבונים (פאפיו) נמצאים ברחבי יבשת אפריקה, ממערב למזרח וכל הדרך דרומה. יש להם אפים דמויי כלב, שיניים מרשימות ופרווה עבה שצבעה נע בין ששת המינים, שהם זית, צהוב, צ'אקמה, קינדה, גינאה והמדריה. בתי הגידול שלהם משתנים מסוואנות ואדמות שיחים ועד ליערות והרים טרופיים. בבונים של צ'אקמה, הגדולים ביותר במשקל של עד 100 פאונד, נמצאים אפילו במדבר קלהארי, בעוד שבבוני קינדה השכנים, הקטן ביותר בסביבות 30 פאונד, נשארים ליד מים. רובם חיים בכוחות גדולים עם עשרות או מאות חברים. בעוד שרוב הבבונים הם פוליגיננדרים, כאשר זכרים ונקבות מזדווגים עם מספר בני זוג, בבונים של המדריאס, הנקראים גם בבונים קדושים, חיים אך ורק ביחידות של זכר אחד ומספר נקבות.

פרסומת

במאמר שפורסם היום בכתב העת מַדָע, "קונסציה רחבה של הגנום חושפת פרטים על רשת מונעת זכרית עתיקה ואחרונה בבונים", חוקרים מראים כמויות מפתיעות של תערובת גנטית בין מיני בבונים, דבר שסביר שהתרחש גם בבני אדם מוקדמים. מארק באצר, פרופסור בויד והפרופסור הנכבד למדעי הביולוגיה של ד"ר מרי לו אפלוויט ב-LSU; ג'סיקה סטורר, דוקטורט, סטודנטית לשעבר של בצר ב-LSU וכיום מדען מחקר; ושותפת המחקר של LSU ג'רילין ווקר כולם תרמו למחקר. יחד, הם ניתחו את האלמנטים הגנטיים הניידים או ה"ניתנים להעברה" בדגימות מ-225 פרטי בבון מ-19 אתרים גיאוגרפיים.

"כולם מאמינים שהגנום שלהם יציב לחלוטין, וזה בדיוק לא בסדר", אמר בצר. "הרבה יותר ממחצית מהגנום הוא נוזלי בטבעו והוא נע בתוך ובין פרטים, ובין דורות ואוכלוסיות. החלק הנייד הזה של הגנום, או הנייד, מספק רמזים חשובים לגבי האופן שבו מינים שונים קשורים זה לזה, כיצד הם שונים וכאשר שני פרטים חולקים אב קדמון משותף."

רצף גנומי שלם חולל מהפכה בכמות ובפירוט המגוון הגנטי העומד לרשות החוקרים כעת. בעוד שחוקרי ה-LSU בדקו בעבר כמה מאות אלמנטים ניידים או "גנים קופצים", בעיקר מסוג Alu ו-L1, הם יכלו כעת לנתח יותר מ-200,000 אלמנטים באופן חישובי, לאשש ולהרחיב מחקרים קודמים. קונסורציום המחקר הרחב יותר כולל יותר מ-30 משתפי פעולה ברחבי העולם והובל על ידי ג'פרי רוג'רס, פרופסור חבר לגנטיקה מולקולרית ואנושית במכללת ביילור לרפואה.

"ישנן שאלות שהיו מדע בדיוני כשהתחלתי בתחום, שכיום ניתן לגשת אליהם בצורה מושלמת", אמר בצר. "גם אנחנו חוזרים לשאלה הבסיסית הזו, 'מהו בכלל מין?' כשהייתי מדען צעיר, פירוש הדבר היה בידוד רבייה; אין חילופי גנים הלוך ושוב, ואינדיווידואלים ממינים שונים היו יוצרים כלאיים לא פוריים. ובכן, כל הרעיון הזה התפתח, ומה שאנו רואים כעת הם חילופי גנים חופשיים בחזרה הלאה, הן בימי קדם והן בתקופה האחרונה. במילים אחרות, לא היה מסלול ליניארי של מינים מבודדים גנטית המשתנים עם הזמן."

אלמנטים ניידים הניתנים להעברה גורמים לקבוצת משנה של כל המוטציות הגנטיות הידועות כווריאציות גנטיות מבניות, אחד מסוגי המוטציה החשובים ביותר בגנום. ככאלה, אלמנטים ניידים אחראים למגוון גנטי מסוים, אך לא לכל ההבדלים. גם הפעילות שלהם, או קצב התנועה שלהם, משתנה בין מינים, לרבות בזמנים שונים. בעוד שהבבונים נמצאים כעת ב"מהירה קדימה", האורנגאוטנים, למשל, נמצאים כמעט בהפסקה. בני אדם נמצאים איפשהו באמצע.

"אפשר לומר שאלמנטים ניידים כמו Alu ו-L1 מעורבים במירוץ חימוש גנטי או בתחרות בתוך הגנום", אמר בצר. "היסודות הניידים מנסים להתרחב במספרם, בעוד שהגנום מפעיל שליטה על ההתרחבות הזו, כך שהיסודות אינם 'דורסים' את הגנום וגורמים לכל כך הרבה הרס שהוא מסתכן בהרג המארח. חלק מהאלמנטים הניידים הם קרובי משפחה רחוקים של וירוסים, אז חלק ממערכות הבקרה הן אותן מערכות השולטות בהתפשטות הווירוסים".

קווי דמיון לכאורה, כמו בין שני פרטים מאותו המין, יכולים להסוות כמויות מפתיעות של מגוון גנטי, מכיוון שלבבון אחד יכול להיות כמעט באותה מידה במשותף – מבחינה גנטית – עם בבון ממין אחר. החוקרים גם הצליחו להראות, בפעם הראשונה בפרימטים לא אנושיים, כיצד הבבונים הצהובים במערב טנזניה קיבלו קלט גנטי משלוש שושלות נפרדות – צהוב, זית וילדה.

"זו הייתה הפעם הראשונה שראינו שלושה מינים שונים תורמים ליצירתו של אחד, ועשינו זאת בפירוט", אמר בצר. "מערכי הנתונים ברזולוציה הגבוהה הללו מאפשרים לנו להסיק מסקנות הרבה יותר מדויקות ומפורטות מהתצפיות שאנו עורכים".

בבונים ובני אדם חולקים כ-91 אחוז מה-DNA הזהה. בעוד שלבני אדם יש כמויות קטנות יחסית של שונות זה מזה, בבונים מגוונים יותר מבחינה גנטית. אלמנטים ניידים גדולים יותר הנקראים אלמנטים LINE, כגון L1, נושאים סביבם מכונות אנזימטיות שעוזרות להם והיסודות האלו הקטנים יותר לגייס ולהניע שינויים ביונקים (L1) ובפרימטים (Alu).

אלמנטים ניידים וניתנים להעברה הם כשלעצמם מגוונים ו"קופים" ביעילות את הגנום של כל הפרימטים, כולל בני אדם, כמו גם מינים אחרים. התהליכים שבהם הם משפיעים על הגנום נקראים מוטגנזה, התמרה ורקומבינציה. מעקב אחר ההחדרות, שהוא המומחיות של בצר, מציע שני יתרונות ביצירת מוצא משותף או נפרד. ראשית, נוכחות של אלמנט נייד במיקום מסוים בגנום מייצגת זהות לפי מוצא; ההסתברות להתאמה מדויקת ללא מוצא משותף כמעט זניחה. שנית, אפשר להתחקות אחר תוספות עד לנקודה שבה הן הופיעו לראשונה, ובכך לבסס את מצב האופי הגנטי של האבות ויחסי המינים משתרשים באופן חד משמעי.

"אנו מאמינים כעת שאלמנטים ניידים הם אחד הכוחות המניעים הגדולים ביותר המשפיעים על הגנום, ולא רק בקרב פרימטים, אלא על פני יונקים רבים ומערכות רבות שאינן יונקות גם כן", אמר בצר.

בשלב הבא, צוות המחקר של LSU יחקור את הגיוס וההשפעה הגנומית של אלמנט שניתן להעברה שזוהה לאחרונה בפרימטים בדרום אמריקה.

LSU לא שומר או עורך בדיקות בבונים. כל הדגימות למחקר נאספו באפריקה בהתאם לתקנות המקומיות, לרבות באתרים מוגנים.



קישור לכתבת המקור – 2023-06-01 22:53:50

Facebook
Twitter
LinkedIn
Telegram
WhatsApp
Email
פרסומת
MAGNEZIX מגנזיקס

עוד מתחומי האתר

זמרי אופרה צריכים להשתמש בגבולות הקיצוניים של טווח הקול שלהם. מקורות פדגוגיים ומדעיים רבים מצביעים…