Prawda

Niedziela, 24 października 2021 - 17:34

« 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 1235 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

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
Czy znaleziono najstarszy dowód na istnienie zwierzęcia? Nowa gąbko-podobna skamieniałość liczy 890 milionów lat   Coyne   2021-08-11
Psy rozumieją ludzi   Novella   2021-08-06
Nowy start nauki o życiu w epoce genu   Ridley   2021-08-05
Użycie ognia przez homininy: przykład szybkiej ewolucji kulturowej?   Coyne   2021-08-04
Historia pandemii jest historią zaprzeczania   Jackoby   2021-07-27
Nieuchwytny neuron babci   Novella   2021-07-22
Cierpienie i pytanie, czy przestaniemy jeść mięso   Koraszewski   2021-07-14
Czy nadchodzi hydroponika?   Novella   2021-07-13
Raport Unii Europejskiej o glifosacie   Novella   2021-07-10
Dlaczego ideologii nie należy mieszać z nauką   Coyne   2021-06-30
Nagonka na Izrael grasuje w stowarzyszeniach nauk ścisłych, medycyny i edukacji   Chesler   2021-06-24
Szczęśliwi pracoholicy   Witkowski   2021-06-03
Propaganda w wykonaniu nauczycieli akademickich   Chesler   2021-06-02
Ewolucja wielokomórkowości   Novella   2021-05-07
Polityczna polaryzacja jest przesadzona   Novella   2021-05-04
Wrotki były kiedyś sztandarową grupą istot bez seksu, a teraz sądzi się, że ukradkiem odstawiają szybkie numerki   Coyne   2021-04-22
Błędna historia antykolonializmu   Tupy   2021-04-21
Mayflower wyrusza w podróż raz jeszcze   Koraszewski   2021-04-19
Genetyczny przełącznik CRISPR   Novella   2021-04-16
Wielkie zdarzenie oksydacyjne   Novela   2021-04-09
Kiedy panika klimatyczna zlewa się z kulturą anulowania   Lomborg   2021-04-06
Czy wykształceni ludzie są bardziej antysemiccy?   Albert Cheng i Ian Kingsbury   2021-04-05
Nieoczekiwana historia i cudowny sukces szczepionek   Ridley   2021-03-31
Innowacja jest geograficznie zlokalizowanym i chwilowym zjawiskiem   Ridley   2021-03-29
Czy gąbki są najbliższymi krewnymi pozostałych zwierząt?   Coyne   2021-03-26
Kilka lekcji z rosyjskiej rewolucji. Jak kuszący radykalny nihilizm prowadzi do ekstremizmu   Geifman   2021-03-22
Wracamy do raju?   Łukaszewski   2021-03-18
Ślimakowi morskiemu odrasta tułów z odciętej głowy, czyli “autotomia z kleptoplastią”   Coyne   2021-03-15
Ewolucyjne korzyści udawania ofiary   Clark   2021-03-11
Ludzie i wymieranie megafauny   Novella   2021-03-10
Banany edytowane przez CRISPR   Novella   2021-03-02
Nikczemne grzyby naśladują kwiaty trawy, by ułatwić własne rozmnażanie się   Coyne   2021-02-26
Co zabiło megafaunę Ameryki Północnej?   Novella   2021-02-25
Stresy i nowe szczepy wirusa   Ridley   2021-02-12
EWOLUCJA wirusa Covid-19   Coyne   2021-02-10
Czy „toksyczna kobiecość” jest główną przyczyną bojów o społeczną sprawiedliwość?   Coyne   2021-02-08
Najmniejszy gad (i owodniowiec) świata: BARDZO mały kameleon   Coyne   2021-02-05
Dlaczego kocimiętka i matatabi doprowadzają koty do szaleństwa? Grupa badaczy mówi, że te rośliny mogą chronić je przed komarami   Coyne   2021-02-02
Bądźcie sceptyczni wobec wideo pokazujących “skutki uboczne” szczepionki   Novella   2021-01-28
Szaleństwo odnawialnej energii   Ridley   2021-01-23
Głębia ludzkiej historii   Novella   2021-01-19
Dlaczego szczepionki mRNA mogą zrewolucjonizować medycynę?   Ridley   2021-01-02
Szczepionka mRNA na koronawirusa: świadectwo ludzkiej pomysłowości i mocy nauki   Coyne   2021-01-01
Dziwaczny rodzaj rasistowskiego patriarchatu   Arora   2020-12-31
Centrala muszek owocowych: Bloomington Drosophila Stock Center   Coyne   2020-12-29
Pierwszy raport o używaniu narzędzi przez pszczoły: rodzimy gatunek używa grudek łajna, by odeprzeć drapieżne szerszenie   Coyne   2020-12-23
Nie – żadne chi nie istnieje   Novella   2020-12-21
Moc nauki dostarczyła najlepszej możliwej wiadomości w tym koszmarnym roku   Ridley   2020-12-18
Szczątkowa cecha ptaków, która mogła być funkcjonalna u przodków: zdalne wyczuwanie drgań dziobem (nadal czynne u kiwi)   Coyne   2020-12-16
Paradoks wielce niedoskonałego dobra   Koraszewski   2020-12-11
Nasiona roślin ewoluują, by upodobnić się odchodów antylopy, a oszukane żuki gnojowe odtaczają i zagrzebują nasiona   Coyne   2020-12-10
AI – asystent lekarza   Novella   2020-12-09
Czy problem zwijania białka został rozwiązany?   Coyne   2020-12-05
„Gryzoń skunksowy”, który żuje trujące rośliny i wypluwa truciznę na swoje futro   Coyne   2020-12-02
Intensywne zbieranie leczniczej rośliny przez ludzi prowadzi do ewolucji nowych kolorów liści i kwiatów   Coyne   2020-11-28
Jak ewoluuuje altruizm?   Coyne   2020-11-25
Filozof zainfekowany efektem potwierdzenia wyjaśnia, dlaczego ewolucja dowodzi Boga   Coyne   2020-11-23
Według nowych badań są cztery gatunki pingwinów białobrewych, a nie tylko jeden   Coyne   2020-11-19
Gra w łajdactwo, by zrozumieć łajdaków   Novella   2020-11-18
Ewolucja psów   Novella   2020-11-09
Genomowa i ewolucyjna analiza wymarłego kota szablozębnego   Coyne   2020-10-31
Zakład Simon-Ehrlich po 40 latach   Gale L. Pooley   2020-10-23
Używające narzędzi mrówki budują struktury, by spijać roztwór cukru w pojemnikach, nie topiąc się   Coyne   2020-10-22
Czego pandemia nauczyła nas o nauce?   Ridley   2020-10-19
Przeddarwinowscy “darwiniści”   Berry   2020-10-16
Covid 19 może przejmować kontrolę nad receptorami bólu, uśmierzając ból i podnosząc szerzenie się choroby: możliwy rezultat doboru naturalnego   Coyne   2020-10-15
Znowu wrzawa, że “teoria ewolucji wywrócona”, ale jak zwykle, robią z igły widły   Coyne   2020-10-13
Intelektualna pustka numeru “New Scientist” o ewolucji: 4. Rzekome znaczenie dryfu genetycznego w ewolucji   Coyne   2020-10-09
Chromosomy Y ludzi, neandertalczyków i denisowian   Novella   2020-10-08
Intelektualna pustka numeru “New Scientist” o ewolucji: 3. Rzekome znaczenie epigenetyki w ewolucji   Coyne   2020-10-07
Intelektualna pustka numeru “New Scientist” o ewolucji: 2. Rzekome nieistnienie gatunków   Coyne   2020-10-05
Intelektualna pustka numeru “New Scientist” o ewolucji: 1. Genetyczna plastyczność    Coyne   2020-10-03
“New Scientist”: Darwin jednak miał rację    Coyne   2020-10-01
Uprawy GMO i wzrost plonów   Novella   2020-09-28
Książka o psychologii ewolucyjnej, która pokazuje wartość tej dziedziny – ale nie wartość memów   Coyne   2020-09-22
Przyjemności seksu i jagód   Ridley   2020-09-18
Czy można falsyfikować naukowe teorie? Naukowiec odpowiada, że “nie”   Coyne   2020-09-12
Naukowe pismo “Nature” przystaje do Przebudzonych twierdząc, że zarówno płeć, jak gender są niebinarne   Coyne   2020-09-09
Wybór ostatecznej wolności   Witkowski   2020-09-07
Polio zlikwidowane w Afryce   Novella   2020-09-05
Czy wyrazy ludzkiej twarzy są uniwersalne w okazywaniu emocji?   Coyne   2020-09-02
Barwny erudyta J.B.S. Haldane   Coyne   2020-08-28
Modelowanie zbijania się pingwinów cesarskich w gromadę: każdy dostaje równie dużo ciepła   Coyne   2020-08-25
Jak algorytmy wpływają na twoje życie   Novella   2020-08-24
Z okazji dziewięćdziesiątych urodzin Thomasa Sowella   Jacoby   2020-08-22
Prawdziwie długa szyja: 6-metrowy wodny gad z triasu z szyją długości 2,7 metra   Coyne   2020-08-19
Wątrobiane duszki   Novella   2020-08-17
Rozrzedzanie krwi bez groźby krwawienia   Novella   2020-08-14
Nowy raport: Bakteria po stu milionach lat nadal żywa!   Coyne   2020-08-08
Modlitwa to nie jest lekarstwo   Nowella   2020-08-07

« Poprzednia strona  Następna strona »
Polecane
artykuły

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



Allah stworzyl



Uprzednie doświadczenie



Żydowski exodus



PRL Chrystusem narodów



Odrastające głowy hydry nazizmu



Homeopatia, wibracje i oszustwo


Żołnierz IDF



Prawo powrotu


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