Největší srovnání genomů mapuje evoluci zvířat podél nezvratných dálnic

Výzkumníci z Vídeňské univerzity vytvořili dosud největší srovnání zvířecích genomů na úrovni chromozomů, které odhaluje, že evoluce architektury zvířecí DNA se řídí omezenou sadou jednosměrných "evolučních dálnic", namísto aby se měnila náhodně. Studie, publikovaná 19. srpna v časopise Science Advances, představuje rámec nazvaný evoluční genomová topologie, který promítá strukturní diverzitu 5 821 genomů ze 4 454 druhů napříč 19 kmeny živočichů do jediné mapy.univie+1

Silniční mapa stará 600 milionů let

Všichni žijící živočichové pocházejí ze společného předka, který existoval před více než 600 miliony let. Od té doby se chromozomy spojovaly, dělily a přeskupovaly, ale až dosud nebylo možné tyto změny v celém rozsahu zvířecí říše pochopit. Nová studie, vedená Darrinem Schultzem a Olegem Simakovem, tuto bariéru překonala tím, že pracovala výhradně s chromozomálními sestavami, které řadí každý gen v pořadí podél kompletních chromozomů, namísto fragmentovaných "náčrtů", které jsou typické pro většinu sekvenovaných genomů.sflorg+1

"Poprvé můžeme vidět tisíce genomů na jediné mapě a sledovat unikátní cesty, po kterých se vyvíjela DNA zvířat," řekl Schultz, který na práci pracoval jako postdoktorand ve Vídni a nyní je odborným asistentem na Lehigh University.univie+1

Fúze s míšením: Jednosměrná jízdenka

Jádrem zjištění je proces, který tým nazývá "fúze s míšením". Když se dva ancestrální chromozomy spojí, jejich geny se trvale promísí způsobem, který nelze vrátit zpět. Protože je tento proces nezvratný, funguje jako spolehlivý marker společného předka a tlačí hlavní skupiny zvířat do odlišných, nepřekrývajících se oblastí toho, co vědci nazývají "prostor genomové architektury".sflorg+1

"Pochopení těchto pravidel evoluce nám neříká jen o minulosti," řekl Simakov. "Umožňuje nám také ptát se, kam by se evoluce genomu mohla ubírat dál, a identifikovat klíčová opatření pro ochranu biologické rozmanitosti zvířat".univie

Důsledky pro ochranu přírody a budoucí výzkum

Rámec označuje linie, které na mapě zaujímají unikátní, izolované pozice – skupiny jako skleněné houby, komáři a žížaly, jejichž architektura genomu nemá žádnou blízkou paralelu. Takové evolučně výrazné organismy by mohly být upřednostněny pro hlubší studium nebo ochranářské úsilí. Tým také prokázal, že topologie může simulovat možné budoucí směry evoluce genomu, což nabízí nástroj k prozkoumání toho, jak se může biologická rozmanitost nadále vyvíjet.lifescience+1