Didžiausias genomo palyginimas atskleidžia gyvūnų evoliuciją pagal negrįžtamus kelius

Vienos universiteto mokslininkai atliko didžiausią kada nors vykdytą chromosomų masto gyvūnų genomų palyginimą, atskleisdami, kad gyvūnų DNR architektūros evoliucija vyksta pagal ribotą vienkrypčių "evoliucinių greitkelių" rinkinį, o ne keičiasi atsitiktinai. Rugpjūčio 19 d. žurnale Science Advances paskelbtame tyrime pristatoma sistema, vadinama evoliucine genomo topologija, kuri 5 821 genomo iš 4 454 rūšių, priklausančių 19 gyvūnų tipų, struktūrinę įvairovę perkelia į vieną žemėlapį.univie+1

600 milijonų metų kelio žemėlapis

Visi gyvi gyvūnai yra kilę iš bendro protėvio, egzistavusio prieš daugiau nei 600 milijonų metų. Nuo to laiko chromosomos jungėsi, skilo ir persitvarkė, tačiau iki šiol suprasti šiuos pokyčius visoje gyvūnų įvairovėje nebuvo įmanoma. Naujasis tyrimas, kuriam vadovavo Darrinas Schultzas ir Olegas Simakovas, įveikė šią kliūtį dirbdamas tik su chromosomų masto rinkiniais, kurie išdėsto kiekvieną geną eilės tvarka visose chromosomose, o ne pateikia fragmentišką "juodraštinį" vaizdą, būdingą daugumai sekvenuotų genomų.sflorg+1

"Pirmą kartą galime matyti tūkstančius genomų viename žemėlapyje ir atsekti unikalius kelius, kuriais evoliucionavo gyvūnų DNR", – sakė Schultzas, kuris šį darbą atliko būdamas podoktorantūros tyrėju Vienoje, o dabar yra Lehigh universiteto docentas.univie+1

Suliejimas su maišymusi: vienpusis bilietas

Išvadų pagrindas yra procesas, kurį komanda vadina "suliejimu su maišymusi". Kai dvi protėvių chromosomos susijungia, jų genai visam laikui susimaišo taip, kad to neįmanoma atšaukti. Kadangi šis procesas yra negrįžtamas, jis veikia kaip patikimas bendros kilmės žymeklis ir nustumia pagrindines gyvūnų grupes į atskirus, nesikertančius regionus to, ką tyrėjai vadina "genomo architektūros erdve".sflorg+1

"Šių evoliucijos taisyklių supratimas ne tik pasako mums apie praeitį", – sakė Simakovas. "Tai taip pat leidžia mums klausti, kur genomo evoliucija gali pasukti toliau, ir padeda nustatyti pagrindines priemones gyvūnų biologinei įvairovei išsaugoti".univie

Poveikis apsaugai ir būsimiems tyrimams

Ši sistema išskiria linijas, užimančias unikalias, izoliuotas vietas žemėlapyje – grupes, tokias kaip stikliniai kempiniai, uodai ir sliekai, kurių genomo architektūra neturi artimų analogų. Tokie evoliuciškai išskirtiniai organizmai galėtų būti prioritetiniai gilesniems tyrimams ar apsaugos priemonėms. Komanda taip pat parodė, kad topologija gali modeliuoti galimas būsimas genomo evoliucijos kryptis, suteikdama įrankį tyrinėti, kaip biologinė įvairovė gali toliau kisti.lifescience+1