Prawda

Poniedziałek, 29 listopada 2021 - 03:19

« Poprzedni Następny »


Dzień Darwina

Skaczący DNA i ewolucja ciąży


Ed Yong 2015-02-12


Mniej więcej dziesięć lat temu Vincent Lynch napisał e-mail do Franka Grutznera i poprosił o próbkę tkanki ciężarnego dziobaka. Został uprzejmie spławiony.

Po mniej więcej ośmiu latach Grutzner zgłosił się do Lyncha. Jego zespół ma tkanki dziobaka, którego zagryzł jakiś pies. Mają macicę. Czy Lynch nadal chce kawałek?

“O rany, jasne!”


Dziobak był ostatnią, krytyczną częścią projektu, o którego wykonaniu Lynch, pracujący obecnie na University of Chicago, marzył od czasu, kiedy był studentem. Chciał badać ewolucję ciąży u ssaków, a konkretnie, zmiany genetyczne, które przekształciły stworzenia składające jaja (takie jak dziobak), w stworzenia, które rodzą żywe młode (jak my).


Dziobak ma krótką ciążę. Płód siedzi w macicy 2 do 3 tygodni, otoczony cienką skorupką jaja i odżywiany prymitywnym łożyskiem. Następnie wyłania się jako jajo. Torbacze, jak kangury i koala, także mają krótkie ciąże. Ale matki rodzą żywe młode, które żyją sobie w torbach aż podrosną. Inne ssaki – łożyskowce – trzymają swoje dzieci w macicy tak długo, jak to możliwe, odżywiając je poprzez skomplikowane łożysko. Ich ciąże potrafią być maratońskie – u słonia do dwóch lat.


Przeskok od składania jaj do żywych porodów był olbrzymi. Ssaki musiały przejść od trzymania pokrytego skorupką embriona przez kilka tygodni, do odżywiana płodu przez długie miesiące. Żeby zrozumieć, jak dokonały tego skoku, Lynch porównywał 13 różnych zwierząt, w tym składające jaja, takie jak dziobak; torbacze, takie jak opos krótkoogonowy; oraz łożyskowce, takie jak pies, krowa i pancernik. Skatalogował wszystkie geny, które każdy gatunek włącza w macicy podczas ciąży. Porównał następnie te różne zestawy, żeby dojść do tego, kiedy ssaki zaczęły (lub przestały) używać tych genów podczas rozmnażania.


Odkrył tysiące różnic, znacznie więcej niż się spodziewał. Na przykład, setki genów biorą udział w tworzeniu minerałów skorupki jaja; są aktywne w macicy dziobaka, ale milczące w macicach ssaków żyworodnych. I odwrotnie, torbacze i łożyskowce zaczęły aktywować setki genów biorących udział w tłumieniu układu odpornościowego i w przekazywaniu sygnałów hormonalnych między matką i płodem.


To wszystko ma sens. Embrion dziobaka jest podczas swojego krótkiego pobytu w macicy oddzielony od matki – i jej układu odpornościowego – przez skorupkę. „To jakby embrion miał płaszcz” – mówi Lynch. Kiedy ssaki wyewoluowały żyworodność, płaszcz zniknął i powstał problem. Każdy płód ma tylko połowę tych samych genów, co matka, więc układ odpornościowy matki uznaje tę grudkę rosnącej tkanki za potencjalne zagrożenie. Wczesne torbacze i łożyskowce – aby obywać się bez jaj w skorupkach – musiały wyewoluować sposoby opanowania reakcji immunologicznych, ale tylko w macicy. Potrzebne im także były sposoby wymiany sygnałów z embrionami. „Płód musi móc powiedzieć, Hej, tutaj jestem, a mama musi móc odpowiedzieć, Acha, no to w porządku” – mówi Lynch.


Jego badanie pokazuje, że zrobiły to przez zmianę przeznaczenia olbrzymiej liczby genów, które już miały swoje role w innych narządach, takich jak jelita, mózgi i krwiobieg. Ale jak? Jak zwierzę angażuje gen – lub tysiące genów – w innym narządzie?


Odpowiedź obejmuje skaczący DNA. Wiele odcinków genomu potrafi wyciąć się z otaczającego DNA i wkleić się gdzie indziej. Inne potrafią skopiować się i wstawić duplikaty w nowe miejsca. Te sekwencje są pasożytami genomowymi – reprodukują się, często kosztem swoich gospodarzy. Jeśli zakłócają funkcjonowanie innych genów w miejscu lądowania, mogą spowodować raka i inne choroby. Czasami jednak usadawiają się tam, gdzie są użyteczne.


Pomyśl o skaczącym DNA jak o podczerwonym czujniku w telewizorze. Czujnik rozpoznaje bodziec – sygnał z twojego pilota – i włącza telewizor. Wyobraź sobie, że czujnik robi tysiące kopii samego siebie i jakoś wmontowuje je w urządzenia w całym domu. Teraz, kiedy naciskasz pilota, ożywa telewizor, ale także zapalają się światła, pralka zaczyna chodzić, komputer włącza się i radio zaczyna grać. Przez powielanie i szerzenie czujnika zapewniasz, że ten sam bodziec włącza teraz wiele rzeczy.


To właśnie zdarzyło się podczas ewolucji ciąży, tylko bodźcem nie jest tam podczerwony sygnał, ale hormon o nazwie progesteron. U przodków ssaków łożyskowych skaczący DNA zaśmiecił genom sekwencjami, które rozpoznaje progesteron. Pozwoliły one temu jednemu hormonowi na włączanie olbrzymiej liczby nowych genów w macicy. I zrobiły to w czasie bardzo krótkim jak na standardy ewolucyjne, jak wylicza Lynch, tylko około miliona lat.


Craig Lowe
 ze Stanford University mówi, że przez dziesięciolecia naukowcy snuli teorie, że skaczący DNA mógłby zrobić coś takiego, ale Lynch pokazał, że rzeczywiście tak było. Lowe podejrzewa także, że inni naukowcy posłużą się tą samą metodą do badania ewolucji cech podobnych do ciąży, które początkowo wydają się przytłaczająco skomplikowane.


Istotnie, to właśnie od początku było motywacją Lyncha. Ciekawiło go, jak ewolucja tworzy całkowicie nowe struktury. „Niezbyt dobrze rozumiemy, jak powstaje coś zupełnie innego – mówi. – Łatwo wyobrazić sobie, jak adaptujesz zmiany na bazie istniejącej struktury, żeby otrzymać tylko nieco inną, jak zamiana płetwy w rękę lub w skrzydło nietoperza. Ale jak zaczyna się kończyna?”


Odpowiedź niemal z pewnością dotyczy używania istniejących genów w nowy i innowacyjny sposób. „Czy dzieje się to powoli i krok za krokiem, czy też można mieć duże zmiany genomowe, które reorganizują rzeczy większymi skokami? Nasza praca sugeruje, że możliwe są większe skoki”.


Źródło: 
Lynch, Nnamani, Kapusta, Brayer, Plaza, Mazur, Emera, Shehzad, Sheikh, Grutzner, Bauersachs, Graf, Young, Lieb, DeMayo, Feschotte & Wagner. 2015. Ancient Transposable Elements Transformed the Uterine Regulatory Landscape and Transcriptome during the Evolution of Mammalian Pregnancy. Cell Reports.http://dx.doi.org/10.1016/j.celrep.2014.12.052


Jumping genes and the evolution of pregnancy

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska

Phenomena, 29 stycznia 2015



Ed Yong 


Mieszka w Londynie i pracuje w Cancer Research UK. Jego blog „Not Exactly Rocket Science” jest próbą zainteresowania nauką szerszej rzeszy czytelników poprzez unikanie żargonu i przystępną prezentację.
Strona www autora


Skomentuj     Wyślij artykuł do znajomego:     Wydrukuj




Komentarze
1. "Aha", nie "Acha" Adam 2015-02-12


Nauka

Znalezionych 1248 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

Uprawy GMO zredukowały zatrucia farmerów pestycydami   Maina   2021-11-27
Czy genetyka może pomóc wyeliminować nierówność?   Coyne   2021-11-26
Matematyka i prawdziwa historia katastrofy klimatycznej   Lomborg   2021-11-24
Nigeria daje zielone światło kukurydzy GMO   Conrow   2021-11-22
Ugandyjscy studenci nalegają na powszechne stosowanie biotechnologii i uchwalenie prawa o biobezpieczeństwie   Agaba   2021-11-17
Organiczny eksperyment Sri Lanki   Novella   2021-11-16
Ruanda skwapliwie przyjmuje biotechnologię poprzez ekspansję OFAB   Meeme   2021-11-12
Sprzeciw wobec anulowania Huxleya   Coyne   2021-11-05
Farmerka z Kenii zbiera obfity plon z bawełny GM   Meeme   2021-11-04
Czarni uczeni i nauka o rasizmie   Koraszewski   2021-11-03
Kłusownictwo narzuca na słonie dobór w kierunku ewolucji słoni bez ciosów   Coyne   2021-11-01
Marnujemy naszą wielką szansę na edytowanie genów   Ridely   2021-10-29
“Czarne tygrysy” w małym indyjskim rezerwacie sugerują losowy dryf genetyczny   Coyne   2021-10-26
Wytwarzanie białek w roślinach przez rolnictwo molekularne   Novella   2021-10-20
Strzelby, zarazki, maszyny to zdecydowanie antyrasistowska książka. Dlaczego lewica jej nie kocha?   Barnett   2021-10-13
Nigeryjscy farmerzy nie mogą się doczekać wystarczających ilości GM nasion wspięgi wężowatej   Gakpo   2021-10-12
Dobór płciowy versus dobór naturalny: na przykładzie chrząszczy   Coyne   2021-10-08
Edytowanie genów kluczem do ulepszenia podstawowych upraw w Afryce   Abugu   2021-10-01
Bakłażan GMO jest udokumentowaną wygraną ubogich farmerów   Conrow   2021-09-23
O Jezu, wskrzeszają mamuta!   Koraszewski   2021-09-17
Wszystkie antyizraelskie wiadomości zasługują na publikację   Bard   2021-09-04
Tożsamość etniczna i rasa   Coyne   2021-08-30
Środowiskowcy mylili się – nie stoimy przed apokalipsą owadów   Ridley   2021-08-13
Czy znaleziono najstarszy dowód na istnienie zwierzęcia? Nowa gąbko-podobna skamieniałość liczy 890 milionów lat   Coyne   2021-08-11
Psy rozumieją ludzi   Novella   2021-08-06
Nowy start nauki o życiu w epoce genu   Ridley   2021-08-05
Użycie ognia przez homininy: przykład szybkiej ewolucji kulturowej?   Coyne   2021-08-04
Historia pandemii jest historią zaprzeczania   Jackoby   2021-07-27
Nieuchwytny neuron babci   Novella   2021-07-22
Cierpienie i pytanie, czy przestaniemy jeść mięso   Koraszewski   2021-07-14
Czy nadchodzi hydroponika?   Novella   2021-07-13
Raport Unii Europejskiej o glifosacie   Novella   2021-07-10
Dlaczego ideologii nie należy mieszać z nauką   Coyne   2021-06-30
Nagonka na Izrael grasuje w stowarzyszeniach nauk ścisłych, medycyny i edukacji   Chesler   2021-06-24
Szczęśliwi pracoholicy   Witkowski   2021-06-03
Propaganda w wykonaniu nauczycieli akademickich   Chesler   2021-06-02
Ewolucja wielokomórkowości   Novella   2021-05-07
Polityczna polaryzacja jest przesadzona   Novella   2021-05-04
Wrotki były kiedyś sztandarową grupą istot bez seksu, a teraz sądzi się, że ukradkiem odstawiają szybkie numerki   Coyne   2021-04-22
Błędna historia antykolonializmu   Tupy   2021-04-21
Mayflower wyrusza w podróż raz jeszcze   Koraszewski   2021-04-19
Genetyczny przełącznik CRISPR   Novella   2021-04-16
Wielkie zdarzenie oksydacyjne   Novela   2021-04-09
Kiedy panika klimatyczna zlewa się z kulturą anulowania   Lomborg   2021-04-06
Czy wykształceni ludzie są bardziej antysemiccy?   Albert Cheng i Ian Kingsbury   2021-04-05
Nieoczekiwana historia i cudowny sukces szczepionek   Ridley   2021-03-31
Innowacja jest geograficznie zlokalizowanym i chwilowym zjawiskiem   Ridley   2021-03-29
Czy gąbki są najbliższymi krewnymi pozostałych zwierząt?   Coyne   2021-03-26
Kilka lekcji z rosyjskiej rewolucji. Jak kuszący radykalny nihilizm prowadzi do ekstremizmu   Geifman   2021-03-22
Wracamy do raju?   Łukaszewski   2021-03-18
Ślimakowi morskiemu odrasta tułów z odciętej głowy, czyli “autotomia z kleptoplastią”   Coyne   2021-03-15
Ewolucyjne korzyści udawania ofiary   Clark   2021-03-11
Ludzie i wymieranie megafauny   Novella   2021-03-10
Banany edytowane przez CRISPR   Novella   2021-03-02
Nikczemne grzyby naśladują kwiaty trawy, by ułatwić własne rozmnażanie się   Coyne   2021-02-26
Co zabiło megafaunę Ameryki Północnej?   Novella   2021-02-25
Stresy i nowe szczepy wirusa   Ridley   2021-02-12
EWOLUCJA wirusa Covid-19   Coyne   2021-02-10
Czy „toksyczna kobiecość” jest główną przyczyną bojów o społeczną sprawiedliwość?   Coyne   2021-02-08
Najmniejszy gad (i owodniowiec) świata: BARDZO mały kameleon   Coyne   2021-02-05
Dlaczego kocimiętka i matatabi doprowadzają koty do szaleństwa? Grupa badaczy mówi, że te rośliny mogą chronić je przed komarami   Coyne   2021-02-02
Bądźcie sceptyczni wobec wideo pokazujących “skutki uboczne” szczepionki   Novella   2021-01-28
Szaleństwo odnawialnej energii   Ridley   2021-01-23
Głębia ludzkiej historii   Novella   2021-01-19
Dlaczego szczepionki mRNA mogą zrewolucjonizować medycynę?   Ridley   2021-01-02
Szczepionka mRNA na koronawirusa: świadectwo ludzkiej pomysłowości i mocy nauki   Coyne   2021-01-01
Dziwaczny rodzaj rasistowskiego patriarchatu   Arora   2020-12-31
Centrala muszek owocowych: Bloomington Drosophila Stock Center   Coyne   2020-12-29
Pierwszy raport o używaniu narzędzi przez pszczoły: rodzimy gatunek używa grudek łajna, by odeprzeć drapieżne szerszenie   Coyne   2020-12-23
Nie – żadne chi nie istnieje   Novella   2020-12-21
Moc nauki dostarczyła najlepszej możliwej wiadomości w tym koszmarnym roku   Ridley   2020-12-18
Szczątkowa cecha ptaków, która mogła być funkcjonalna u przodków: zdalne wyczuwanie drgań dziobem (nadal czynne u kiwi)   Coyne   2020-12-16
Paradoks wielce niedoskonałego dobra   Koraszewski   2020-12-11
Nasiona roślin ewoluują, by upodobnić się odchodów antylopy, a oszukane żuki gnojowe odtaczają i zagrzebują nasiona   Coyne   2020-12-10
AI – asystent lekarza   Novella   2020-12-09
Czy problem zwijania białka został rozwiązany?   Coyne   2020-12-05
„Gryzoń skunksowy”, który żuje trujące rośliny i wypluwa truciznę na swoje futro   Coyne   2020-12-02
Intensywne zbieranie leczniczej rośliny przez ludzi prowadzi do ewolucji nowych kolorów liści i kwiatów   Coyne   2020-11-28
Jak ewoluuuje altruizm?   Coyne   2020-11-25
Filozof zainfekowany efektem potwierdzenia wyjaśnia, dlaczego ewolucja dowodzi Boga   Coyne   2020-11-23
Według nowych badań są cztery gatunki pingwinów białobrewych, a nie tylko jeden   Coyne   2020-11-19
Gra w łajdactwo, by zrozumieć łajdaków   Novella   2020-11-18
Ewolucja psów   Novella   2020-11-09
Genomowa i ewolucyjna analiza wymarłego kota szablozębnego   Coyne   2020-10-31
Zakład Simon-Ehrlich po 40 latach   Gale L. Pooley   2020-10-23
Używające narzędzi mrówki budują struktury, by spijać roztwór cukru w pojemnikach, nie topiąc się   Coyne   2020-10-22
Czego pandemia nauczyła nas o nauce?   Ridley   2020-10-19
Przeddarwinowscy “darwiniści”   Berry   2020-10-16
Covid 19 może przejmować kontrolę nad receptorami bólu, uśmierzając ból i podnosząc szerzenie się choroby: możliwy rezultat doboru naturalnego   Coyne   2020-10-15
Znowu wrzawa, że “teoria ewolucji wywrócona”, ale jak zwykle, robią z igły widły   Coyne   2020-10-13
Intelektualna pustka numeru “New Scientist” o ewolucji: 4. Rzekome znaczenie dryfu genetycznego w ewolucji   Coyne   2020-10-09
Chromosomy Y ludzi, neandertalczyków i denisowian   Novella   2020-10-08
Intelektualna pustka numeru “New Scientist” o ewolucji: 3. Rzekome znaczenie epigenetyki w ewolucji   Coyne   2020-10-07
Intelektualna pustka numeru “New Scientist” o ewolucji: 2. Rzekome nieistnienie gatunków   Coyne   2020-10-05
Intelektualna pustka numeru “New Scientist” o ewolucji: 1. Genetyczna plastyczność    Coyne   2020-10-03
“New Scientist”: Darwin jednak miał rację    Coyne   2020-10-01
Uprawy GMO i wzrost plonów   Novella   2020-09-28
Książka o psychologii ewolucyjnej, która pokazuje wartość tej dziedziny – ale nie wartość memów   Coyne   2020-09-22
Przyjemności seksu i jagód   Ridley   2020-09-18
Czy można falsyfikować naukowe teorie? Naukowiec odpowiada, że “nie”   Coyne   2020-09-12

« Poprzednia strona  Następna strona »
Polecane
artykuły

Korzenie kryzysu energetycznego



Obietnica



Pytanie bez odpowiedzi



Bohaterzy chińskiego narodu



Naukowcy Unii Europejskiej



Teoria Rasy



Przekupieni



Heretycki impuls



Nie klanial



Cervantes



Wojaki Chrystusa



 Palestyńskie weto



Wzmacnianie układu odpornościowego



Wykluczenie Tajwanu z WHO



Drzazgę źle się czyta



Sześć lat



Pochodzenie



Papież Franciszek



Schadenfreude



Pseudonaukowa histeria...


Panstwo etc



Biły się dwa bogi


 Forma przejściowa


Wstęga Möbiusa


Przemysł produkcji kłamstw


Jesteś tym, co czytasz,



Radykalne poglądy polityczne


Einstein



Socjologia



Allah stworzyl



Uprzednie doświadczenie



Żydowski exodus



PRL Chrystusem narodów



Odrastające głowy hydry nazizmu



Homeopatia, wibracje i oszustwo

Listy z naszego sadu
Redaktor naczelny:   Hili
Webmaster:   Andrzej Koraszewski
Współpracownicy:   Jacek, , Malgorzata, Andrzej, Marcin, Henryk