Prawda

Środa, 13 listopada 2019 - 23:59

« 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 1030 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

Granice „przeskoczenia” progu opłacalności   Lomborg   2019-11-13
Dlaczego nie żyjemy w epoce post-prawdy   Pinker   2019-11-11
Śledząc pochodzenie człowieka   Novella   2019-11-09
Skamieniałe trylobity idące gęsiego. Ale dlaczego to zrobiły?   Coyne   2019-11-06
Saga o złotym ryżu   Novella   2019-11-04
Kolejne badanie rolnictwa organicznego   Novella   2019-11-02
Fabrizio Benedetti pyta: “Czy badania placebo wzmacniają pseudonaukę?”     2019-11-01
Nathaniel Comfort raz jeszcze: nauka nie czyni postępów (czy może robi to?)   Coyne   2019-10-31
Pochwała jednoznaczności   Witkowski   2019-10-29
Stare i nowe  troski o bezpieczeństwo żywnościowe   Ongu   2019-10-28
Powrót Adama i Ewy jako rzeczywistych ludzi, jak proponuje kolejna pseudonaukowa teoria   Coyne   2019-10-25
Pradawne przechowywanie żywności   Novella   2019-10-24
Artykuł w naukowym piśmie ”Nature” dyskredytuje naukę i „scjentyzm”, kwestionuje wartości Oświecenia   Coyne   2019-10-22
Błogosławieni ci, którzy wycofują   Jacoby   2019-10-19
Pro-life czyli czarodziej z Krotoszyna   Koraszewski   2019-10-18
Biologia rozwoju ujawnia ewolucyjną historię   Novella   2019-10-15
Niebezpieczne życie antropologa   Blackwell   2019-10-12
Swędzikami jesień się zaczyna   Łopatniuk   2019-10-11
Jak wieloryb stracił swoje geny   Coyne   2019-10-10
Używanie sztucznej inteligencji do diagnozy   Novella   2019-10-08
Niespodzianka! Koty są tak samo przywiązane do swojego personelu jak psy i niemowlęta   Coyne   2019-10-05
Oburzenie, stronniczość i niestabilność prawdy   Novella   2019-10-04
O zmianie klimatu: ludzkość nie jest „nikczemna”   Lomborg   2019-10-03
Postmodernizm wyjaśniony i krytykowany   Coyne   2019-09-30
Uzdrawianie kryształami   Novella   2019-09-26
Kolejna rewolucja w rolnictwie   Novella   2019-09-24
Opory przeciwko szczelinowaniu są oparte na ideologii, a nie na nauce   Jacoby   2019-09-23
St Paul Island część 5   Lyon   2019-09-21
Co to jest czerwona rtęć?   Novella   2019-09-20
Jaka sztuka siedzi w naszych genach i czy to aby nie kicz?   Koraszewski   2019-09-19
Fałszywe wspomnienia i Fake News   Novella   2019-09-18
Kolejna próba odrzucenia teorii Darwina   Coyne   2019-09-17
Choroba zielonych mięśni   Łopatniuk   2019-09-14
”Sygnalizowanie cnoty” może nas irytować. Cywilizacja byłaby jednak bez niego niemożliwa    Miller   2019-09-13
Foka Weddela wygryza w lodzie otwory do oddychania   Coyne   2019-09-12
DNA i Loch Ness   Novella   2019-09-11
Nowa i ważna czaszka hominina z Etiopii   Coyne   2019-09-10
St Paul Island, Część 4   Lyon   2019-09-06
Biały jak śnieg, żółciutki jak kaczuszka   Łopatniuk   2019-09-04
Pingwiny geje? Nie tak szybko   Coyne   2019-09-03
Czego może nas nauczyć była zwolenniczka antyszczepionkowców, Kelley Watson-Snyder     2019-08-30
Bezzbożowa karma dla psa   Novella   2019-08-29
Odrażające życie płciowe pingwinów białookich   Coyne   2019-08-28
Badanie akupunktury jako terapii na dławicę piersiową   Novella   2019-08-23
Pradawna gigantyczna papuga z Nowej Zelandii: metr wysokości i waga 7 kilogramów!   Coyne   2019-08-22
Alaska — nurniczki i obopólny dobór płciowy   Lyon   2019-08-20
Zła nauka promuje organiczne jabłka   Novella   2019-08-19
Gąsienica zmienia kolor, żeby dopasować się do podłoża nie używając oczu: potrafi widzieć skórą!   Coyne   2019-08-16
Pseudonaukowa histeria to nie jest dobra odpowiedź na klimatyczne wyzwania   Lomborg   2019-08-14
GMO i model deficytu wiedzy   Novella   2019-08-12
Po raz pierwszy użyto edytowania genów CRISPR do leczenia zaburzenia genetycznego – anemii sierpowatej   Coyne   2019-08-08
Maskonury z wyspy St. Paul na Alasce   Lyon   2019-08-07
Zbieg okoliczności czy prawo wielkich liczb?   Novella   2019-08-06
I pijcie łzy moje, czyste rzęsiste   Łopatniuk   2019-08-03
Kształtowanie opinii o nauce i medycynie   Novella   2019-08-02
Nowe badanie dotyczące zwrotu zgubionych portfeli: ludzie na świecie są uczciwsi niż myślisz, ale czytelnik wyliczył, że uczciwość jest większa w mniej religijnych krajach   Coyne   2019-08-01
Praktykowanie medycyny bez uprawnień nie jest wolnością słowa   Novella   2019-07-31
Radujcie się, Ziemia staje się zieleńsza   Ridley   2019-07-30
Spiski wokół ptaków   Novella   2019-07-29
Matt Meselson opisuje swój najsłynniejszy eksperyment (z Frankiem Stahlem)   Coyne   2019-07-26
Niemający rozeznania filozof twierdzi, że gatunki nie istnieją   Coyne   2019-07-23
Więcej złych wiadomości dla dilerów witamin   Novella   2019-07-22
Starożytny ptak z nadzwyczaj długim palcem   Coyne   2019-07-19
YouTube i szarlataneria leczenia raka dietą   Novella   2019-07-18
“Współczesny” Homo sapiens mógł być w Eurazji aż 210 tysięcy lat temu   Coyne   2019-07-17
Hodowanie mini-mózgów z komórek macierzystych   Novella   2019-07-15
Szczepionka HPV działa. Koniec kropka     2019-07-13
Efekt przechodnia   Novella   2019-07-11
Prątkiem w raka, czyli co ma gruźlica do raka pęcherza   Łopatniuk   2019-07-06
Opowieści o nauce zastępują fikcję w Teatrze Narodowym Ugandy   Ongu   2019-07-05
Pleśń w przestrzeni kosmicznej   Novella   2019-07-03
Pterozaury: Czy umiały latać od razu po wykluciu się?   Coyne   2019-07-02
Ludziom rosną rogi? – Złe informowanie o nauce   Novella   2019-07-01
Przemysł ”wellness”   Novella   2019-06-28
Nazywanie zmiany klimatu ”katastrofalną” utrudnia znalezienie realnych odpowiedzi   Lomborg   2019-06-26
Olbrzymie straszyki mają zostać ponownie wprowadzone na wyspę Lord Howe   Coyne   2019-06-25
Amonit (i masa innych stworzeń) znaleziona w birmańskim bursztynie   Coyne   2019-06-21
Ślubowanie o zniesieniu grzechu   Ridley   2019-06-20
Nowe informacje o dzieciach CRISPR   Novella   2019-06-17
Słonie mają fantastyczny węch (lepszy niż psy): są jedynymi zwierzętami, które potrafią rozróżnić inne ilości pokarmu tylko po zapachu   Coyne   2019-06-14
Indyjscy farmerzy wysiali ziarna GMO w proteście obywatelskiego nieposłuszeństwa     2019-06-13
Chcąc zadowolić antyaborcjonistów administracja Trumpa tnie finansowanie badań medycznych przy użyciu tkanki płodowej   Coyne   2019-06-11
Triumf Mao: Światowa Organizacja Zdrowia oficjalnie akceptuje szarlatanerię tradycyjnej chińskiej medycyny     2019-06-04
Ale jak to bezbarwnikowy?   Łopatniuk   2019-06-01
Na zdrowie: izraelscy naukowcy warzą piwo na ”wskrzeszonych” drożdżach sprzed 5000 lat     2019-05-31
Skąd wiemy to, co wiemy?   Novella   2019-05-28
Samice bonobo (ale nie samice szympansów) pomagają swoim synom w zdobywaniu partnerek   Coyne   2019-05-25
Dlaczego ludzie sprzeciwiają się technologiom, które zmniejszają szkody?   Ridley   2019-05-24
Nowa praca o nielotnych chruścielach rażąco przesadzona i wypaczona w popularnych mediach   Coyne   2019-05-22
Trenowanie sztucznej inteligencji, żeby widziała jak człowiek   Novella   2019-05-21
A polać wielką wodą…   Cipiur   2019-05-18
Wykrywanie kłamstw w mózgu   Novella   2019-05-17
Walka o zachowanie bioróżnorodności   Ridley   2019-05-15
Niezwykły przypadek mimikry: skaczący pająk naśladuje gąsienicę   Coyne   2019-05-14
Selektywnie stosowana koncepcja tabula rasa i ideologicznie motywowane nieporozumienia   Cory Clark   2019-05-09
Dlaczego szarlatani nie powinni nadzorować sami siebie     2019-05-08
Kiedy naukowcy nie tolerują odmiennego zdania   Weber   2019-05-07
Przegapione odkrycia w historii nauki   Ridley   2019-05-02
W obronie scjentyzmu   Winegard   2019-04-30
Akupunktura kwantowa   Novella   2019-04-23

« Poprzednia strona  Następna strona »
Polecane
artykuły

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


Żołnierz IDF



Prawo powrotu



Mózg i kodowanie predyktywne



Nocna rozmowa



WSzyscy wiedza



Nieustający marsz



Oświecenie Pinker



Alternatywna medycyna zabija



Kobiety ofiarami



Prometeusz



modyfikowana pszenica



Arabowie



Roboty będą uprawiać ziemię



Sumienie, czyli moralność bez smyczy



Skomplikowana ewolucja



Argument neuroróżnorodności



Nowe badanie pamięci długotrwałej


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