Prawda

Środa, 27 maja 2020 - 23:36

« 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 1107 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

Ewolucyjne korzenie sztuki   Koraszewski   2020-05-27
Innowacji nie można wymusić, ale można je zdławić   Ridley   2020-05-26
Stymulowanie kory wzrokowej   Novella   2020-05-23
Pora na telemedycynę   Novella   2020-05-19
Czy mrożącą krew w żyłach prawdą jest, że decyzja o zamknięciu społeczeństwa opierała się na luźnych matematycznych spekulacjach?   Ridley   2020-05-15
MMR jest bezpieczna i skuteczna   Novella   2020-05-14
Odporność stada na fakty   Koraszewski   2020-05-13
O COVID wiemy wszystko – i nie wiemy niczego   Ridley   2020-05-12
Nanotechnologia zastosowana do leczenia choroby Alzheimera   Novella   2020-05-11
COVID-19 – To są szkody   Novella   2020-05-05
Nadmiar teorii wszystkiego   Koraszewski   2020-05-04
Zawodnicy – i trudności – w wyścigu do wyleczenia COVID   Ridley   2020-04-30
Psychologia sprzeciwu wobec szczepień   Novella   2020-04-25
Prowokator czy prowokowany?   Witkowski   2020-04-24
Nauka on-line jest skuteczna   Novella   2020-04-23
Mądrość w pułapce autorytetu   Witkowski   2020-04-18
Znaleziono najstarszego “bilaterian”: odkryto podobne do robaka stworzenie wraz z jego skamieniałymi śladami   Coyne   2020-04-16
Nietoperze i pandemia   Ridley   2020-04-14
Pandemia ludzkiej głupoty   Novella   2020-04-12
W miarę postępu badań natura naszego wroga staje się coraz wyraźniejsza   Ridley   2020-04-04
Wzmacnianie układu odpornościowego podczas pandemii   Novella   2020-04-02
Dlaczego ten wirus inaczej dotyka pokolenia?   Ridley   2020-03-30
Czaszka maleńkiego dinozaura/ptaka znaleziona w bursztynie   Coyne   2020-03-27
Szczepionka na koronawirusa nie przybędzie szybko   Ridley   2020-03-25
Niebawem dowiemy się jak solidna jest nasza cywilizacja   Ridley   2020-03-23
Żywotność wirusa Covid-19 na różnych powierzchniach (rada: używaj rękawiczek, kiedy odbierasz paczki i nie otwieraj ich przez 24 godziny)   Coyne   2020-03-21
Dzień był krótszy 70 milionów lat temu   Novella   2020-03-20
Jak często powstają ptasie hybrydy?   Coyne   2020-03-18
Mózgi noworodków   Novella   2020-03-16
Twierdzenie o białku i DNA dinozaurów   Novella   2020-03-10
Porażka jest stałym elementem pracy naukowca   Konrad Bocian   2020-03-07
Jak myśleć o naszych problemach   Tupy   2020-03-03
Dlaczego tak wiele nowych wirusów pochodzi od nietoperzy?   Ridley   2020-02-29
Odkrycie antybiotyku przez AI   Novella   2020-02-27
Wizyta w Andach u łysek rogatych   Lyon   2020-02-26
Zioła nie pomagają na utratę wagi   Novella   2020-02-25
Dawkins pisze tweeta   Coyne   2020-02-24
W obronie binarności płci u ludzi   Coyne   2020-02-21
Nie palmy pieniędzy na ołtarzu zielonej manii   Lomborg   2020-02-20
Więcej dowodów ewolucji: końskie zarodki zaczynają tworzyć pięć palców, a cztery zawiązki znikają   Coyne   2020-02-18
Homeopatyczny rentgen   Novella   2020-02-14
Różnice płci w wyborze zabawek: chłopcy bawią się chłopięcymi zabawkami, dziewczynki dziewczęcymi zabawkami   Coyne   2020-02-13
Śmiertelność z powodu raka nadal spada wbrew twierdzeniom szarlatanów     2020-02-11
Odkrycie w immunologii, a leczenie nowotworów   Novella   2020-02-10
Ponowne psucie nauki przez ideologię: ”Slate” wypacza biologię ewolucyjną, by wyglądała na kapitalistyczną i antysocjalistyczną   Coyne   2020-02-07
Flamingi z braku łysek rogatych   Lyon   2020-02-06
Moja ostatnia praca badawcza. Część 3: Znaczenie   Coyne   2020-02-04
Moja ostatnia praca badawcza. Część 2: Wyniki   Coyne   2020-02-03
Moja ostatnia praca badawcza: Część 1: Cele i metody   Coyne   2020-02-01
Ewolucyjne wyjaśnienie nienaukowych przekonań   Bretl   2020-01-31
Zdumiewająca mimikra   Coyne   2020-01-27
Reality check: Pęd do szybkiej „zerowej” emisji to gwarancja przegranej   Lomborg   2020-01-27
Sfuszerowany artykuł o biologii w „Washington Post”   Coyne   2020-01-24
Punkty dla Ameryki w konflikcie między Iranem i USA   Destexhe   2020-01-24
Zbliżanie się do rozumienia pamięci   Novella   2020-01-22
Z perspektywy naszego kurnika   Witkowski   2020-01-16
Fałszywa pokora nie uratuje planety   Boudry   2020-01-09
Złoty ryż zatwierdzony na Filipinach   Novella   2020-01-07
Cudowna animacja DNA i komórek   Coyne   2020-01-06
Dychotomiczne myślenie, niepewność i zaprzeczanie nauce     2020-01-01
Mieliśmy najlepszą dekadę w historii. Naprawdę   Ridley   2019-12-31
Kreacjonista opowiada się za ”argumentem z niedowierzania”   Coyne   2019-12-26
Biologia męskiej agresji i dlaczego nie jest to tylko „socjalizacja”   Coyne   2019-12-24
Wydajność, wyzysk, wybory   Koraszewski   2019-12-23
Społecznościowe finansowanie szarlatanerii   Novella   2019-12-20
Wykład Dawkinsa o czerpaniu odwagi z darwinizmu   Coyne   2019-12-18
Uprawy GM, takie jak Złoty Ryż, uratują życie setek tysięcy dzieci   Ridey   2019-12-13
Darwin, lisy i inne ssaki na Falklandach   Mayer   2019-12-11
Wirtualna edukacja   Novella   2019-12-03
Teoria klasy próżniaczej Thorsteina Veblena – uaktualnienie statusu   Henderson   2019-12-02
Punkt szczytowy inteligencji   Novella   2019-11-30
Likwidowanie przeziębienia miedzią   Novella   2019-11-27
Dlaczego wyjaśnianie problemów przez biały przywilej jest niesłuszne   Rob Henderson   2019-11-25
LiveScience zachwala panpsychizm jako rozwiązanie trudnego problemu świadomości   Coyne   2019-11-22
Jak walczyć z firehosing   Novella   2019-11-19
Odwołajcie antyszczepionkową konferencję w Tel Awiwie   Blum   2019-11-15
Ewolucja dwunożności   Novella   2019-11-14
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

« Poprzednia strona  Następna strona »
Polecane
artykuły

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


Żołnierz IDF



Prawo powrotu



Mózg i kodowanie predyktywne



Nocna rozmowa



WSzyscy wiedza



Nieustający marsz



Oświecenie Pinker



Alternatywna medycyna zabija



Kobiety ofiarami



Prometeusz



modyfikowana pszenica


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