Prawda

Poniedziałek, 6 maja 2024 - 04:35

« 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 Tipsa en vn Wydrukuj




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


Nauka

Znalezionych 1476 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

Akupunktura na pogotowiu też nie działa   Novella   2017-07-04
Alaska — nurniczki i obopólny dobór płciowy   Lyon   2019-08-20
Ale czy mogą cierpieć?   Dawkins   2018-07-07
Ale jak to bezbarwnikowy?   Łopatniuk   2019-06-01
Ale najpierw kawa   Tonhasca Júnior   2024-03-21
Ale tego wija lepiej zostaw w spokoju   Łopatniuk   2018-08-24
Alfred Sturtevant: bohater genetyki   Coyne   2017-02-06
Alternatywna medycyna zabija   Novella   2017-12-26
Americana   Tonhasca Júnior   2023-05-24
Amerykańscy aktywiści na rzecz niedożywienia w Ugandzie   Ongu   2016-03-01
Amfisbeny   Naskręcki   2014-06-16
Amonit (i masa innych stworzeń) znaleziona w birmańskim bursztynie   Coyne   2019-06-21
Anglia pozwala na uprawy poddane edycji genów   Novella   2023-04-03
Animula blandula, blastula vagularzecz o zarodkach wędrujących gdzie nie trzeba   Łopatniuk   2015-12-19
Antynauka czystego jedzenia   Novella   2017-11-08
Antynaukowe przesłanie „Frankensteina” zawsze było głupie   Ridley   2017-06-12
Antyszczepionkowcy - pielęgniarka lub lekarz nie powinni opiekować się dziećmi     2018-09-10
Apoptoza całego ciała   Dennett   2018-11-09
Aquilops, mały dinozaur, który wiele mógł   Farke   2015-01-15
Architektura żywych budowli   Yong   2014-06-20
Argument neuroróżnorodności na rzecz wolności słowa   Miller   2017-08-08
Artykuł w “Nature” sugeruje, że ludzie żyli w Ameryce Północnej 130 tysięcy lat temu   Mayer   2017-04-29
Artykuł w naukowym piśmie ”Nature” dyskredytuje naukę i „scjentyzm”, kwestionuje wartości Oświecenia   Coyne   2019-10-22
Artykuł w piśmie „Science”: rozszerzyć DEI w STEMM   Coyne   2024-04-19
Astrocyty tworzą nowe neurony po udarze   Łopatniuk   2015-03-04
Atak “doktorostwa Wolfson” na rodziców chłopca, który zmarł na koklusz     2018-09-20
Ateista z chwilową luką w pamięci i w szoku niewolnictwa   Dawkins   2018-09-21
Australijskie koty łożyskowe   Mayer   2015-12-17
Badacz: Ludzki zmysł węchu jest lepszy niż wszyscy myślą; może rywalizować z psim!   Coyne   2017-05-27
Badaczka z Leakey Foundation twierdzi, że kości orangutanów mówią nam, że biologiczna płeć jest spektrum, a nie binarna   Coyne   2023-06-30
Badania dowodzą, że fakty nie mają znaczenia: jak propaganda wykorzystuje i normalizuje antysemityzm     2022-08-03
Badania z poślizgiem   Łopatniuk   2016-12-31
Badanie akupunktury jako terapii na dławicę piersiową   Novella   2019-08-23
Badanie niewiernych norników wiąże geny z mózgiem i z zachowaniem   Yong   2015-12-29
Badanie zaszczepionych i nieszczepionych   Novella   2017-05-20
Bajka o kaczkach karolinkach   Coyne   2016-12-16
Bakterie, które zamieniają ameby w farmerów   Yong   2015-09-01
Bakteryjne ogniwa słoneczne   Novella   2017-09-09
Bakłażan Bt – fałszywa narracja przeciwko GMO   Novella   2016-12-05
Bakłażan GMO jest udokumentowaną wygraną ubogich farmerów   Conrow   2021-09-23
Bambusowi matematycy   Zimmer   2015-05-25
Banany edytowane przez CRISPR   Novella   2021-03-02
Barwny erudyta J.B.S. Haldane   Coyne   2020-08-28
BBC szerzy propagandę rolnictwa organicznego, a biedni na świecie cierpią   i Kathleen Hefferon   2023-10-13
BBC znowu błędnie przedstawia ewolucję, opisując nowe odkrycie wczesnych ssaków wyższych   Coyne   2017-11-14
Bekon bez azotynów   Novella   2018-01-25
Bez płuc i dobrze mu z tym   Naskręcki   2016-02-12
Bez serc, bez głowy   Łopatniuk   2016-07-30
Bezwstydne organiczne sianie strachu   Novella   2018-02-12
Bezzbożowa karma dla psa   Novella   2019-08-29
Biały jak śnieg, żółciutki jak kaczuszka   Łopatniuk   2019-09-04
Biodynamiczne rolnictwo i inne nonsensy   Novella   2017-06-28
Biolog ewolucyjny błądzi pisząc o doborze płciowym na łamach “New York Times”   Coyne   2017-05-17
Biologia męskiej agresji i dlaczego nie jest to tylko „socjalizacja”   Coyne   2019-12-24
Biologia rezygnacji z działania: kiedy kontynuować, a kiedy spasować   Coyne   2023-04-26
Biologia rozwoju ujawnia ewolucyjną historię   Novella   2019-10-15
Biomedyczne znaczenie płci (i jej binarnej natury)   Coyne   2022-09-22
Biotechnologia jest pilnie potrzebna w Afryce – dla gospodarki i środowiska   Ridley   2017-12-08
Biotechnologia może usunąć brudne stopy z ulubionego piwa Ugandy   Ongu   2016-06-14
Biotechnologia podnosi plony wysokobiałkowego afrykańskiego pochrzynu   Wetaya   2022-02-04
Bliskie spotkania z baronem MünchausenemPaulina Łopatniuk     2017-07-22
Bodźce do innowacji w końcu pokonają COVID-19   Ridley   2020-06-27
Brazylia liczy na technologię izraelską, by rozwiązać śmierdzący problem   Leichman   2017-05-04
Brian Charlesworth o błędach nowego artykułu rzekomo pokazującego, że fundamentalne założenie ewolucji neodarwinowskiej jest błędne   Coyne   2022-05-16
Brudna pardwa górska   Lyon   2018-12-24
Budzenie zmarłych   Novella   2018-05-21
Bądźcie sceptyczni wobec wideo pokazujących “skutki uboczne” szczepionki   Novella   2021-01-28
Bąkojady czyszczą nosorożce   Coyne   2023-01-18
Błędna historia antykolonializmu   Tupy   2021-04-21
Błędna krytyka genetycznych testów na pochodzenie   Coyne   2023-06-02
Błędne wyobrażenia o ewolucji   Coyne   2023-06-16
Błogosławieni ci, którzy wycofują   Jacoby   2019-10-19
Błysk światła w mroku   Sheagren   2020-06-12
Błąd atrybucji, sofizmat rozszerzenia (atakowanie chochoła) i zasada wielkoduszności   Novella   2018-03-14
Carl Sagan i wolność wątpienia   Jacoby   2022-07-18
Carl Zimmer o gatunkach i ochronie     2024-02-29
Centrala muszek owocowych: Bloomington Drosophila Stock Center   Coyne   2020-12-29
ChatGPT niemal zdaje lekarski egzamin końcowy   Novella   2023-02-21
Chcąc zadowolić antyaborcjonistów administracja Trumpa tnie finansowanie badań medycznych przy użyciu tkanki płodowej   Coyne   2019-06-11
Chemicznie zakamuflowana żaba     2015-12-12
Chiński dinozaur miał skrzydła jak nietoperz i pióra   Yong   2015-05-14
Choroba bananów, GMO i ewolucja produkcji żywności   Ongu   2017-08-19
Choroba zielonych mięśni   Łopatniuk   2019-09-14
Chromosom jak szczotka, czyli co robi Ki-67   Łopatniuk   2016-07-09
Chromosomy Y ludzi, neandertalczyków i denisowian   Novella   2020-10-08
Chwytówka modliszkowata ma chodzącą poczwarkę, która wspina się na drzewa przed przekształceniem   Coyne   2017-12-19
Ciemna materia genetyki psychiatrycznej   Zimmer   2014-01-06
Ciepło zabija. Zimno zabija wielu więcej   Jacoby   2023-01-09
Ciepło, zimno i śmierć w oczach mediów   Lomborg   2017-07-21
Cierpienie i pytanie, czy przestaniemy jeść mięso   Koraszewski   2021-07-14
Ciężarna wężyca przygotowuje się do macierzyństwa   Yong   2014-11-20
Ciąg dalszy sporu o dobór grupowy   Coyne   2015-04-22
Co byłoby, gdyby Wilkins i Franklin umieli ze sobą współpracować?   Cobb   2016-09-03
Co czyni nas ludźmi?   Dawkins   2014-01-07
Co kręci płaskoziemców   Novella   2019-03-02
Co mówi nam ruch płaskiej Ziemi     2018-05-17
Co mamy zrobić z neuroróżnorodnością?   Coyne   2015-07-02
Co nam daje psychologia ewolucyjna?   Flock   2018-11-01
Co nauka może powiedzieć pani Ocasio-Cortez o klimacie   Lomborg   2019-02-15
Co robi mózg, kiedy widzisz nie to, co chcesz?   Koraszewski   2017-01-03

« Poprzednia strona  Następna strona »
Polecane
artykuły

Lekarze bez Granic


Wojna w Ukrainie


Krytycy Izraela


Walka z malarią


Przedwyborcza kampania


Nowy ateizm


Rzeczywiste łamanie


Jest lepiej


Aburd


Rasy - konstrukt


Zielone energie


Zmiana klimatu


Pogrzebać złudzenia Oslo


Kilka poważnych...


Przeciwko autentyczności


Nowy ateizm


Lomborg


„Choroba” przywrócona przez Putina


„Przebudzeni”


Pod sztandarem


Wielki przekret


Łamanie praw człowieka


Jason Hill


Dlaczego BIden


Korzenie kryzysu energetycznego



Obietnica



Pytanie bez odpowiedzi



Bohaterzy chińskiego narodu



Naukowcy Unii Europejskiej



Teoria Rasy



Przekupieni



Heretycki impuls



Nie klanial



Cervantes



Wojaki Chrystusa


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