Prawda

Niedziela, 19 maja 2024 - 04:06

« 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 1479 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

Co robi mózg, kiedy widzisz nie to, co chcesz?   Koraszewski   2017-01-03
Co słychać w sprawie globalnego ocieplenia?   Ridley   2014-09-14
Co tam, panie, w anatomii, czyli mózg, naczynia limfatyczne i inne drobiazgi   Łopatniuk   2015-06-13
Co to jest czerwona rtęć?   Novella   2019-09-20
Co wojny o klimat zrobiły nauce   Ridley   2015-07-23
Co wypadające dyski mówią nam o 700 milionach lat ewolucji   Zimmer   2014-09-24
Co z tą szyjką, czyli od wirusa do raka   Łopatniuk   2016-03-05
Co zabiło megafaunę Ameryki Północnej?   Novella   2021-02-25
Co zabiło niedźwiadka?   Łopatniuk   2015-09-19
Colin Wright broni binarności płci u zwierząt   Coyne   2023-03-15
Conor Friedesdorf (i Alexander Barvinok) o ideologicznym przymusie na amerykańskich uczelniach   Coyne   2023-12-26
Coraz mniejsza część głównych plonów roślin jadalnych na świecie idzie na wyżywienie głodnych, a coraz więcej wykorzystuje się do celów niespożywczych     2022-05-28
Covid 19 może przejmować kontrolę nad receptorami bólu, uśmierzając ból i podnosząc szerzenie się choroby: możliwy rezultat doboru naturalnego   Coyne   2020-10-15
COVID-19 – To są szkody   Novella   2020-05-05
Cuchnąca pułapka i przytulna kryjówka   Tonhasca Júnior   2022-10-21
Cud? Ryba-piła urodzona z dziewiczej matki   Coyne   2015-06-23
Cuda genetyki: arbuz bez pestek   Coyne   2014-08-25
Cudowna animacja DNA i komórek   Coyne   2020-01-06
Czarni uczeni i nauka o rasizmie   Koraszewski   2021-11-03
Czas powiedzieć stop pseudonauce o GMO   Novella   2018-10-02
Czasami gwoździe, koparki, straż, czasami lalki, wstążki, makijaż   Tonhasca Júnior   2024-04-03
Czaszka maleńkiego dinozaura/ptaka znaleziona w bursztynie   Coyne   2020-03-27
Czego może nas nauczyć była zwolenniczka antyszczepionkowców, Kelley Watson-Snyder     2019-08-30
Czego pandemia nauczyła nas o nauce?   Ridley   2020-10-19
Czego programy przyrodnicze nie mówią o afrykańskich dzikich psach   Yong   2016-04-13
Czego się spodziewać, kiedy się spodziewasz   Zimmer   2016-05-30
Czerwone skarby   Tonhasca Júnior   2024-05-16
Czerwonogłowe muchy   Naskręcki   2015-03-22
Cztery prawa biologii ewolucyjnej   Coyne   2015-10-13
Czworonożny wąż   Mayer   2015-07-30
Czy “bezpłciowe” bakterie tworzą biologiczne gatunki?   Coyne   2024-03-06
Czy będzie genetycznie modyfikowana pszenica?   Novella   2017-02-15
Czy brytyjski naukowy establishment popełnił największy błąd w historii?   Ridley   2020-06-13
Czy człowiek musiał wyewoluować?   Coyne   2015-05-15
Czy ewolucja człowieka była nieunikniona?   Coyne   2016-03-08
Czy falsyfikowalność jest zasadnicza dla nauki?   Coyne   2015-12-30
Czy farmerzy mają czekać aż parlamentarzyści podszkolą się w nauce o manioku?   Ongu   2018-03-22
Czy gaz i energia jądrowa są “zielone”   Novella   2022-01-12
Czy genetyka może pomóc wyeliminować nierówność?   Coyne   2021-11-26
Czy globalne ocieplenie może być dla nas dobre?   Ridley   2022-03-03
Czy gąbki są najbliższymi krewnymi pozostałych zwierząt?   Coyne   2021-03-26
Czy hieny rozbijają ludzki patriarchat?   Coyne   2018-06-30
Czy humaniści boją się nauki?   Coyne   2014-02-07
Czy islamska teologia i filozofia może wzbogacić etyczną debatę wokół CRISPR?   Coyne   2019-03-06
Czy istnieje darwinowskie wyjaśnienie ludzkiej kreatywności?   Dennett   2014-08-08
Czy jaszczurka “widzi” skórą   Yong   2014-08-02
Czy jest życie na Europie?   Ridley   2013-12-22
Czy kiedykolwiek lepiej jest nie wiedzieć?   i Jonny Anomaly   2017-05-10
Czy klucz do COVID można znaleźć w rosyjskiej pandemii?   Ridley   2020-06-18
Czy koniki morskie coś nam mówią o LGBT? Błąd naturalistyczny popełniony przez Sussex Wildlife Trust   Coyne   2022-01-25
Czy koty rozumieją prawa fizyki?   Coyne   2016-06-24
Czy kruki mają teorię umysłu? Nowy eksperyment sugeruje, że “tak”   Coyne   2016-05-25
Czy kruki robią plany na przyszłość?   Coyne   2017-07-29
Czy ludzie byli w Nowym Świecie ponad 30 tysięcy lat temu?   Coyne   2020-07-26
Czy ludzie nadal ewoluują? Tak, zarówno globalnie, jak lokalnie   Coyne   2015-09-28
Czy ludzie wyewoluowali w wodzie?   Coyne   2024-01-08
Czy ludzkość zmierza w kierunku kanibalizmu?   Lomborg   2014-06-09
Czy mamut włochaty potrzebuje adwokata?   Zimmer   2014-01-09
Czy mężczyźni są bardziej kreatywni niż kobiety?   Kim   2016-11-24
Czy mikrobiom może się zbuntować?   Zimmer   2015-01-28
Czy mizoandria może być zakaźna?   Tonhasca Júnior   2022-10-24
Czy mleko matek może odżywiać manipulujące umysłem mikroby?   Yong   2015-04-14
Czy może istnieć sztuka bez artysty?    Wadhawan   2013-12-30
Czy możemy zobaczyć osobowość?   Novella   2020-06-05
Czy można falsyfikować naukowe teorie? Naukowiec odpowiada, że “nie”   Coyne   2020-09-12
Czy mrożącą krew w żyłach prawdą jest, że decyzja o zamknięciu społeczeństwa opierała się na luźnych matematycznych spekulacjach?   Ridley   2020-05-15
Czy nadchodzi hydroponika?   Novella   2021-07-13
Czy nauka zabija duszę?   Steven Pinker   2015-08-06
Czy nauka zabija duszę?   S. Pinker   2018-01-09
Czy Oświecenie przygasa?   Ridley   2017-10-13
Czy pasożyt mózgu powoduje chorobliwy pociąg szympansów do lampartów?   Yong   2016-02-27
Czy poparcie przez celebrytę może skłonić ludzi do zaakceptowania ewolucji?   Coyne   2018-12-07
Czy problem zwijania białka został rozwiązany?   Coyne   2020-12-05
Czy przestaniemy być mięsożerni?   Ridley   2017-05-09
Czy ptaki wyewoluowały większe dzioby, by zjadać duże, inwazyjne ślimaki?   Coyne   2017-12-13
Czy płeć jest jak gender konstruktem społecznym? Nie.   Coyne   2017-02-17
Czy rozum jest “większy niż nauka”? Kiepska próba deprecjonowania nauki   Coyne   2015-04-28
Czy teoria doboru naturalnego Darwina zmieniła nasz pogląd na miejsce ludzkości   Dennett   2018-06-07
Czy to jest teoria? Czy to jest prawo? Nie, to jest fakt.   Dawkins   2015-12-05
Czy uczenie się metodą prób i błędów jest „nauką”?   Coyne   2022-01-14
Czy Uganda potrzebuje GMO? Naukowcy spoglądają na edytowanie genów, by przyspieszyć innowacje   Ongu   2017-09-20
Czy uprawa jabłek odzwierciedla bigoterię?   Coyne   2023-05-18
Czy wierzysz w duchy?   Łopatniuk   2017-10-28
Czy wirusy pomogły uczynić z nas ludzi?   Zimmer   2017-02-10
Czy współczesny Homo sapiens wyewoluował w różnych częściach Afryki?   Coyne   2018-07-24
Czy wykształceni ludzie są bardziej antysemiccy?   Albert Cheng i Ian Kingsbury   2021-04-05
Czy wyrazy ludzkiej twarzy są uniwersalne w okazywaniu emocji?   Coyne   2020-09-02
Czy wyrostek robaczkowy jest narządem szczątkowym?   Coyne   2016-05-21
Czy znaleziono najstarszy dowód na istnienie zwierzęcia? Nowa gąbko-podobna skamieniałość liczy 890 milionów lat   Coyne   2021-08-11
Czy świat rzeczywiście staje się biedniejszy? Odpowiedź Stevena Pinkera   Coyne   2019-02-06
Czy Samolubny gen zaszkodził publicznemu rozumieniu biologii?   Coyne   2022-10-13
Czy kometa zabiła mamuty   Novella   2018-02-22
Czym jest nauka i dlaczego ma nas obchodzić?   Sokal   2014-07-22
Czytanie myśli z fMRI i AI   Novella   2023-05-05
Déjà vu i swojskość   Novella   2018-03-17
Daj ać ja pobruszę …   Łukaszewski   2018-10-20
Dan Brown - akomodacjonista   Coyne   2015-01-31
Darwin znowu się myli! Artykuł pokazuje, że jego hipoteza o „samcach większych u ssaków” wydaje się błędna   Coyne   2024-04-06
Darwin, lisy i inne ssaki na Falklandach   Mayer   2019-12-11
David Barash namawia naukowców do stworzenia człowieko-szympansiej hybrydy   Coyne   2018-03-20

« 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