Stærsti samanburður erfðamengja kortleggur þróun dýra eftir óafturkræfum brautum

Vísindamenn við háskólann í Vín hafa framkvæmt stærsta samanburð á litningastórum erfðamengjum dýra sem gerður hefur verið, og leitt í ljós að þróun erfðaefnis dýra fylgir takmörkuðum "þróunarbrautum" fremur en að breytast af handahófi. Rannsóknin, sem birt var 19. ágúst í Science Advances, kynnir ramma sem kallast erfðamengjafræðileg staðfræði (e. evolutionary genome topology) sem varpar skipulagslegum fjölbreytileika 5.821 erfðamengis úr 4.454 tegundum yfir 19 fylkingar dýra á eitt kort.univie+1

600 milljón ára vegvísir

Öll lifandi dýr eiga sameiginlegan forföður sem var uppi fyrir meira en 600 milljónum ára. Síðan þá hafa litningar runnið saman, klofnað og endurraðast, en hingað til hefur ekki verið hægt að skilja þessar breytingar í öllu dýraríkinu. Nýja rannsóknin, undir stjórn Darrin Schultz og Oleg Simakov, yfirvann þá hindrun með því að vinna eingöngu með heildstæðar litningaraðstæður, sem raða hverju geni í röð eftir heilum litningum í stað þess að bjóða upp á sundurlausa "drög" sem einkenna flest raðgreind erfðamengi.sflorg+1

"Í fyrsta sinn getum við séð þúsundir erfðamengja á einu korti og rakið þær einstöku leiðir sem DNA dýra þróaðist eftir," sagði Schultz, sem framkvæmdi verkið sem nýdoktor í Vín og er nú lektor við Lehigh háskólann.univie+1

Samruni með blöndun: Einstefnugata

Kjarninn í niðurstöðunum er ferli sem teymið kallar "samruna með blöndun." Þegar tveir forföðurlegir litningar renna saman blandast gen þeirra varanlega á þann hátt að ekki er hægt að snúa því við. Vegna þess að ferlið er óafturkræft virkar það sem áreiðanlegur vísir um sameiginlegan uppruna og ýtir helstu dýrahópum inn á aðgreind, óskarandi svæði þess sem vísindamennirnir kalla "erfðamengja-skipulagsrými".sflorg+1

"Að skilja þessar reglur þróunar segir okkur ekki bara frá fortíðinni," sagði Simakov. "Það gerir okkur einnig kleift að spyrja hvert þróun erfðamengja gæti stefnt næst og gerir okkur kleift að bera kennsl á lykilráðstafanir til verndar líffræðilegri fjölbreytni dýra".univie

Áhrif á verndun og framtíðarrannsóknir

Ramminn bendir á línur sem skipa einstaka, einangraða stöðu á kortinu, hópa eins og glerkera, moskítóflugur og ánamaðka þar sem skipulag erfðamengisins á sér enga nánu hliðstæðu. Slíkar þróunarfræðilega sérstæðar lífverur gætu verið settar í forgang fyrir frekari rannsóknir eða verndaraðgerðir. Teymið sýndi einnig fram á að staðfræðin getur hermt eftir mögulegum framtíðarleiðum þróunar erfðamengja, sem býður upp á tæki til að kanna hvernig líffræðileg fjölbreytni gæti haldið áfram að breytast.lifescience+1