Медицина на бъдещето - Биотехнологии

„ТЪМНА ДНК” - СКРИТИТЕ ГЕНИ, КОИТО МОГАТ ДА ПРОМЕНЯТ НАЧИНА, ПО КОЙТО РАЗБИРАМЕ ЕВОЛЮЦИЯТА
Прочетена: 164 пъти

Технологията за секвениране на ДНК помага на учените да разкриват въпросите, които хората си задават за животните от векове. С картографирането на животинските геноми вече имаме по-добра представа как жирафа е получил дългата си шия и защо змиите са толкова дълги. Сезонирането на генома ни позволява да сравняваме и контрастираме ДНК на различни животни и да изясним как са се развили по своя собствен уникален начин.

 

В някои случаи, обаче, сме изправени пред мистерия. В редица животински геноми изглежда липсват определени гени, такива, които се срещат в други подобни видове и са необходими, за да поддържат техния живот. Тези очевидно липсващи гени са наречени "тъмна ДНК". И нейното съществуване може да промени начина, по който разбираме еволюцията.

 

Учените за пръв път се сблъскват с този феномен при последователността на генома на пясъчния плъх (Psammomys obesus) - вид джербил/ гризач, който живее в пустините/. Изучавали са гените на животното, свързани с производството на инсулин, за да разберат защо е особено податливо на диабет тип 2. Тогава открили, че генът, наречен Pdx1, липсва, а той контролира секрецията на инсулин. Липсвали и други 87 гени около него. А къде са тези гени?

 

Първата улика

 

В останките на някои плъхове са намерени химически продукти, които биха създали инструкциите за "липсващите" гени. Това би било възможно само, ако гените са присъствали някъде в генома, което показва, че те не са наистина липсващи, а просто скрити. ДНК последователностите на тези гени са много богати на G и С молекули, две от четирите "базови" молекули, които съставляват ДНК.

Знаем, че последователностите, богати на GC, причиняват проблеми за определени технологии за секвенциониране на ДНК. По този начин е по-вероятно гените, които търсихме, да бъдат трудно откриваеми, отколкото да липсват изцяло. Поради тази причина наричаме скритата последователност "тъмна ДНК" като отправна точка към тъмната материя - това, което мислим, че съставлява около 25% от Вселената, но всъщност не можем да открием, каза Адам Харгрейвс от Университета в Оксфорд.

След като продължили с тестовете на генома на пясъчния плъх, учените открили, че само част от него има много повече мутации, отколкото се срещат в други геноми на гризачи. Всички гени в тази гореща точка на мутация сега притежават много богата на GC ДНК и са мутирали до такава степен, че са трудни за откриване посредством стандартните методи.  Този вид „тъмна ДНК” е наблюдаван преди това в птиците. Учените са установили, че 274 гени "липсват" от понастоящем секвенираните птичи геноми. Те включват гена за лептин (хормон, регулиращ енергийния баланс), който учените не са успявали да открият в продължение на години.

 

Осветяване на тъмната ДНК

 

Повечето дефиниции на еволюцията се посочват в две фази: мутация и естествен подбор. ДНК мутацията е общ и непрекъснат процес и се появява на напълно случаен принцип. Природната селекция след това действа, за да определи дали мутациите се съхраняват и предават или не, обикновено в зависимост от това дали водят до по-висок репродуктивен успех. Накратко, мутацията създава вариацията в ДНК на организма, естественият подбор решава дали тя остава или не и по този начин отклонява посоката на еволюцията.

 

За сега е известно, че „тъмна ДНК” съществува само в два много различни вида животни. Възможно ли е всички животински геноми да съдържат „тъмна ДНК”? Ако не, кое е това, което прави джербилите и птиците толкова уникални?

 

Най-вълнуващо ще бъде да разберем какъв ефект има „тъмната ДНК” върху еволюцията на животните. В примера с пясъчния плъх горещата точка на мутацията може да е причината за адаптацията на животното в пустинята. От друга страна, мутацията вероятно е възникнала толкова бързо, че природната селекция не е била в състояние да противодейства достатъчно бързо.

 

Откритието на толкова странен феномен със сигурност повдига въпроси за това как се развиват геномите и какво би могло да бъде пропуснато от съществуващите проекти за секвенциониране на генома. Може би трябва да се върнем и да погледнем по-отблизо.





Коментари