Prawda

Poniedziałek, 8 sierpnia 2022 - 06:06

« Poprzedni Następny »


Wojna domowa w ludzkim genomie


Ed Yong 2014-10-13


Ludzki genom jest wciągnięty w podobny ewolucyjny wyścig zbrojeń… przeciwko samemu sobie.

Przeciwnikami są skaczące geny zwane retrotranspozonami, które potrafią skakać po genomie. Podnoszą swoją liczbę przez kopiowanie się i wklejanie duplikatów w nowe miejsca. Ten ruchliwy styl życie jest tak udany, że retrotranspozony stanowią ponad 40 procent ludzkiego genomu. Niektóre osiedliły się i są już tylko nieruchomymi cieniem swoich dawnych „ja”. Inne nadal przenoszą się z miejsca na miejsce.


Ćma ewoluuje uszy, żeby słyszeć sonar nietoperzy, a nietoperze przystosowują się przez wyciszanie swoich zawołań do szeptu. Traszka ewoluuje silne trucizny, które mogą zabić potencjalnych drapieżników, a wąż ewoluuje odporność na te trucizny. Gazela biega szybciej, żeby umknąć myśliwemu, a gepard rozwija jeszcze szybszy bieg. Świat przyrody pełen jest ewolucyjnych wyścigów zbrojeń – niekończącej się walki, w której adaptacje jednej strony kontrowane są adaptacjami drugiej. Obie strony wysuwają się na prowadzenie, zmieniając miejsca cały czas, ale są zamknięte w wiecznym impasie.


Ludzki genom jest wciągnięty w podobny ewolucyjny wyścig zbrojeń… przeciwko samemu sobie.


Przeciwnikami są skaczące geny zwane retrotranspozonami, które potrafią skakać po genomie. Podnoszą swoją liczbę przez kopiowanie się i wklejanie duplikatów w nowe miejsca. Ten ruchliwy styl życie jest tak udany, że retrotranspozony stanowią ponad 40 procent ludzkiego genomu. Niektóre osiedliły się i są już tylko nieruchomymi cieniem swoich dawnych „ja”. Inne nadal przenoszą się z miejsca na miejsce.


Jeśli kopie lądują we właściwym miejscu, mogą działać jak glina do budowy nowych adaptacji. Jeśli lądują w złym miejscu, co jest bardziej prawdopodobne, mogą spowodować choroby przez zakłócenie działania ważnych genów. Genomy mają więc sposoby trzymania tych wędrujących sekwencji pod kontrolą. Jednym z tych sposobów jest gen o nazwie KAP1. Jest to rodzaj środka uspokajającego – przyczepia się do retrotranspozonów i powstrzymuje ich aktywację.


KAP1 działa na różne sposoby w różnych gatunkach, obierając za cel te retrotraspozony, które są aktywne w genomie właściciela. Nasz KAP1 nie powstrzymałby skaczących genów myszy i odwrotnie. Niektórzy naukowcy sądzą, że tę specyficzność powoduje inna grupa genów zwanych KZNF. Mówią one KAP1, dokąd iść w poszukiwaniu specyficznych retrotranspozonów i przyklejać się do nich. Są jak patrole policyjne, które patrolują dzielnice, rozglądając się za przestępcami i przez radio wzywają pomoc. Każdy KZNF wybiera za cel inny rodzaj retrotranspozonów i różne gatunki mają ich własne zestawy.


A przynajmniej tak ten proces wygląda w teorii. W rzeczywistości trudno było potwierdzić tę koncepcję, częściowo dlatego, że policjanci tak dobrze wykonują swoje zadanie, iż trudno zobaczyć skaczący gen w akcji.


Frank Jacobs i David Greenberg z University of California, Santa Cruz rozwiązali ten problem  przez wstawienie retrotranspozonów do komórki myszy – mniej pilnowanego przez policję środowiska. Wypełnili mysie komórki macierzyste jednym ludzkim chromosomem. Myszy są zaadaptowane do kontrolowania własnych retrotranspozonów i ignorują nasze. Skaczące geny na ludzkim chromosomie, uwolnione od zwykłych ograniczeń, zaczęły rozprzestrzeniać się podobnie jak inwazyjne gatunki w amoku na wyspie, gdzie nie ma naturalnych drapieżników. Teraz zespół badaczy mógł zestawiać różne ludzkie KZNF z tymi niespokojnymi genami, żeby zobaczyć, czy któryś z nich potrafi je opanować.


Odkryli, że potrafiły to robić dwa z nich – ZNF91 i ZNF 93. Każdy z nich reprezentuje dużą klasę retrotraspozonów – odpowiednio SVA i L1 – które nadal skaczą dzisiaj po ludzkim genomie.


ZNF 91 i ZNF93 znajdują się tylko u naczelnych, ale bardzo zmieniły się także na zewnątrz naszej wąskiej linii rodowej. Na przykład, ludzka wersja ZNF91 ma cechy de luxe, które mają także goryle, ale nie mają ich małpy zwierzokształtne. Dla zrozumienia wartości tych zmian Ngan Nguyen i Benedict Paten wzięli nowoczesne geny i zaczęli się cofać, rekonstruując ich wersje u przodków na różnych etapach ewolucji.


Odkryli, że między 8 a 12 milionów lat temu ZNF91 zyskał cechy, które radykalnie poprawiły jego zdolność utrzymywania porządku wśród retrotranspozonów. Jest to punkt w ewolucji naczelnych przed rozdzieleniem się ludzi od goryli i szympansów. ZNF93 przeszedł podobne radykalne zmiany między 12 a 18 milionów lat temu, zanim my (i inne małpy człekokształtne) oddzieliliśmy się od orangutanów.


Te wyniki sugerują, że KZNF małp człekokształtnych ewoluowały szybko, żeby opanować skaczące geny. Istotnie, KZNF są jedną z najszybciej rosnących rodzin genów u naczelnych. Mamy ich około 400, a około 170 z nich to innowacje należące wyłącznie do naczelnych. Ta powiększona siła policyjna odzwierciedla trwający genomowy wyścig zbrojeń.


Skaczące geny zaś, zaczęły również walczyć. Na przykład, zespół odkrył, że ZNF93 tłumi geny L1 przez rozpoznawanie krótkiej sekwencji sygnaturowej, którą ma większość z nich. Niektóre L1, szczególnie te, które wyewoluowały stosunkowo niedawno, całkowicie straciły jednak tę sygnaturę. Mogą skakać niezauważone.


Brakująca sekwencja normalnie  powoduje, że skaczące geny skaczą lepiej. Ten silnik startowy skończył jednak jako blokada na koło, ponieważ ZNF93 wyewoluował do rozpoznawania go. Niektóre L1 straciły więc ten silnik startowy. Skaczą mniej skutecznie, ale przynajmniej nadal mogą skakać.



Jest to klasyczny ewolucyjny wyścig zbrojeń. Gospodarz wykonuje pchnięcie, pasożyt zasłania się gardą i pojedynek trwa. W odróżnieniu jednak od bardziej znanych walk między wężami i ropuchami lub gospodarzami i wirusami, to jest przypadek, gdzie prowadzimy wojnę przeciwko własnemu DNA.


Jest tu poczucie bezsensu. Duża część naszego genomu wydaje się zajęta bezsensownym w efekcie pojedynkiem, w którym żadna ze stron nie może ani zdobyć, ani ustąpić żadnego terytorium. Te walki jednak nie są całkiem tak bezowocne, jak mogą się wydawać.


Zespół odkrył, że KZNF częściowo tłumią także geny wokół retrotranspozonu. Kiedy policjanci znajdują swój cel, mówią również przechodniom, by padli na ziemię. Jest to ważne, ponieważ poważnie wpływa to na aktywność wielu ludzkich genów, nie tylko zaś retrotranspozonów. Znaczy to, że KZNF mogą z czasem być używane do kontrolowania genów, obok których lądują skaczące geny. („Przepraszam, panie oficerze, ale kiedy pan już związuje podejrzanego, czy mógłby pan także uratować mojego kota?”) Wyścig zbrojeń mógł spowodować powstanie bardziej skomplikowanych sieci genów i może również bardziej skomplikowanych organizmów i zachowań.


Źródło:
Jacobs, Greenberg, Nguyen, Haeussler, Ewing, Katzman, Paten, Salama & Haussler. 2014. An evolutionary arms race betweenKRAB zinc-finger genes ZNF91/93 and SVA/L1 retrotransposons. Nature http://dx.doi.org/10.1038/nature13760


Więcej o skaczących genach

Humans Restrain Jumping DNA That Chimps Allow To Run Free

Under three layers of junk, the secret to a fatal brain disease

How a quarter of the cow genome came from snakes

Flesh-Eating Plant Cleaned Junk From Its Minimalist Genome


The Human genome is in stalemate in the war against itself

Not Exactly Rocket Science, 28 września 2014

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska



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
2. Antenaci Lengyel 2014-11-27
1. retrowirusy Mieczysławski 2014-10-13


Nauka

Znalezionych 1325 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

Nauka o wolności: rozmowa z Anną Kryłow   i Anna Kryłow   2022-08-06
Pierwsze dowody kopalne na opiekę nad lęgiem i niezwykły przypadek asymetrii kierunkowej   Coyne   2022-08-05
Badania dowodzą, że fakty nie mają znaczenia: jak propaganda wykorzystuje i normalizuje antysemityzm     2022-08-03
Horyzontalny transfer genów u owadów: jest rozpowszechniony, ale co to znaczy?   Coyne   2022-08-02
Dokonane w Afryce badanie genomu fasolnika egipskiego oznacza krok naprzód w dywersyfikacji światowego zaopatrzenia w żywność   Karavolias   2022-08-01
Grupy anty-GMO przegrywają sprawę sądową w Nigerii    i Nkechi Isaak   2022-07-30
Raz jeszcze: czy rasy są tylko społecznym konstruktem bez naukowego lub biologicznego znaczenia?   Coyne   2022-07-28
„New Yorker” pisze o hoacynie, sugeruje, że koncepcja Darwina drzew ewolucyjnych może być urojeniem   Coyne   2022-07-25
Nazistowscy lekarze i dzisiejsi antysemici: redefinicja etyki, żeby usprawiedliwić prześladowania Żydów     2022-07-18
Carl Sagan i wolność wątpienia   Jacoby   2022-07-18
Jak Darwin spowodował globalne ocieplenie swoją teorią doboru płciowego   Coyne   2022-07-16
Dieta mieszana misiów i innych   Júnior   2022-07-14
Londyńskie Natural History Museum popełnia błąd naturalistyczny - wielokrotnie   Coyne   2022-07-11
Nigeria gotowa na spełnienie oczekiwań rolników     2022-07-08
Szczepionki przeciwko grypie związane ze zmniejszonym ryzykiem choroby Alzheimera   Novella   2022-07-07
Nowoczesność Darwina: w O powstawaniu jest antycypacja neutralnej teorii i przerywanej równowagi   Coyne   2022-07-06
Pinker: “Wojna o ewolucję jest także wojną kulturową”   Coyne   2022-07-05
Raz jeszcze: błędny artykuł o tym, dlaczego teoria ewolucji jest przestarzała   Coyne   2022-07-04
Niech Moc będzie z pszczołą   Júnior   2022-06-28
Dramatyczny wzrost cen paliw kopalnych jest bolesny, ale daje niewielkie korzyści w walce z globalnym ociepleniem   Lomborg   2022-06-25
Efekt grupy – paskudny błąd poznawczy   Novella   2022-06-22
Nasiona z edytowanymi genomami będą miały przystępną cenę   Maina   2022-06-15
„Zapylisz mnie!”: nachalni bohaterowie świata roślin   Júnior   2022-06-11
Agroekologia zmienia biednych farmerów w biedniejszych   Muhumuza   2022-06-09
Kartofel z Matką Boską w jednej klapie i Karolem Marksem w drugiej   Koraszewski   2022-06-06
Jak nasze wspomnienia są powiązane   Novella   2022-06-04
Wielka Brytania dąży do zezwolenia na edytowanie genów   Novella   2022-06-02
„Grubogłowi przedsiębiorcy pogrzebowi w noc żywych trupów”   Júnior   2022-05-31
Coraz mniejsza część głównych plonów roślin jadalnych na świecie idzie na wyżywienie głodnych, a coraz więcej wykorzystuje się do celów niespożywczych     2022-05-28
Naukowiec z Ghany: “Afryka potrzebuje GMO bardziej niż reszta świata”   Gakpo   2022-05-26
GMO i edytowanie genów: jaka jest różnica?   Karavolias   2022-05-23
Toksyczny nektar, czyli ostrożnie z tureckim miodem   Júnior   2022-05-20
Kolejna nieudana i podyktowana ideologią próba wykazania, że płeć u ludzi nie jest binarna   Coyne   2022-05-18
Brian Charlesworth o błędach nowego artykułu rzekomo pokazującego, że fundamentalne założenie ewolucji neodarwinowskiej jest błędne   Coyne   2022-05-16
Trutnie i inni fruwający panowie   Junior   2022-05-13
Wygnanie z uniwersyteckiego świata – dwa lata później   Winegard   2022-05-10
Życie kwitnące po śmierci   Junior   2022-05-05
Organiczne środki owadobójcze są szkodliwe dla pożytecznych owadów     2022-04-30
Oxitec rozszerza próby z komarami GMO, by zredukować szerzenie się malarii   Conrow   2022-04-28
Słowa w wosku zapisane   Tonhasca Junior   2022-04-26
Rodzice, szkoła, państwo: kultura niskich oczekiwań   Koraszewski   2022-04-25
Nowoczesne ulepszanie roślin uprawnych przyjmuje historyczne podejście   Karavolias   2022-04-20
Pierwsza spożywcza roślina GMO w Ghanie   Baffour-Awuah   2022-04-16
Indie zwalniają edytowanie genów z wymaganej dla GMO oceny bezpieczeństwa   Paranjape   2022-04-11
Metamorfozy    Júnior   2022-04-09
Rolnicy nie mogą uprawiać tego, na co ich nie stać   Ongu   2022-04-07
Rośliny zmodyfikowane: odkłamać opinię o GMO   Conrow   2022-04-07
Odmowa szczelinowania jest szaleństwem   Ridley   2022-04-02
Jak wirusy chorób układu oddechowego ewoluują, by stać się łagodniejsze   Ridley   2022-03-22
Czy globalne ocieplenie może być dla nas dobre?   Ridley   2022-03-03
Południowa Afryka powinna przemyśleć regulacje dotyczące genetycznie modyfikowanych roślin   i Priyen Pillay   2022-03-01
Dlaczego środowiskowcy stanowią większą przeszkodę dla skutecznej polityki klimatycznej niż negacjoniści?   Boudry   2022-02-21
O figach i osach   Júnior   2022-02-18
Pień liczący 40 tysięcy lat przekazany Maorysom zamiast nauce   Coyne   2022-02-14
Propaganda anty-GMO obraża drobnych farmerów w Afryce i w Azji   Gakpo   2022-02-08
Jak “tubylcza medycyna” różni się od medycyny   Coyne   2022-02-07
Biotechnologia podnosi plony wysokobiałkowego afrykańskiego pochrzynu   Wetaya   2022-02-04
Spadanie w przepaść   Turski   2022-01-27
Czy koniki morskie coś nam mówią o LGBT? Błąd naturalistyczny popełniony przez Sussex Wildlife Trust   Coyne   2022-01-25
Ojczyznę wolną (od GMO) zachowują pany   Koraszewski   2022-01-22
Namawianie roślin, żeby podjęły ryzyko   Karavolias   2022-01-20
Czy uczenie się metodą prób i błędów jest „nauką”?   Coyne   2022-01-14
Czy gaz i energia jądrowa są “zielone”   Novella   2022-01-12
Ptasia grypa w czasach ludzkiej zarazy   Collins   2022-01-11
Rasa jest kontinuum. Płeć jest cholernie binarna   Dawkins   2022-01-10
Komiczne krzyki o klimatycznej Apokalipsie –— 50 lat nieuzasadnionego siania paniki   Lomborg   2022-01-06
Gnidy, o których PIS ci nie powie   Koraszewski   2022-01-05
Niebezpieczeństwo upolitycznienia nauki   Krylov   2022-01-01
Specjalne przesłanie do muzułmanów na całym świecie   Pandavar   2021-12-28
Nowe badania pokazują, że kraje rozwijające się płacą wysoką cenę za ograniczanie upraw roślin GMO   Maina   2021-12-25
Jajo, które wywołało sensację   Koraszewski   2021-12-24
Pięć powodów zakończenia debaty o GMO   Evanea   2021-12-16
Richard Dawkins pisze do “przyjaciół nauki i rozumu” w Nowej Zelandii   Coyne   2021-12-14
 Syntetyczna biologia oferuje obietnicę rozwiązania globalnego problemu z plastikiem   Agaba   2021-12-13
Nigeria wzywa Afrykę, by szła w jej ślady w sprawie GM wspięgi wężowatej   Opoku Gakpo   2021-12-09
Małe nietoperze idą do przedszkola   Koraszewski   2021-12-06
Afrykańscy naukowcy wzywają do polityki poparcia biologii syntetycznej i innych innowacji   Agaba   2021-12-02
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

« Poprzednia strona  Następna strona »
Polecane
artykuły

„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



 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


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