종을 가로 지르는 DNA로 '진화하는 유전자'복잡한 진화 이론

DNA는 일반적으로 규칙을 따르는 것을 좋아합니다. DNA의 가닥들은 다소 충실하게 복사되고, 사본들은 부모로부터 자손에게 전달되어, 우리가 알고있는 것처럼 진화를 주도합니다. 그러나 새로운 추정에 따르면, 50 %의 게놈은 종에서 종으로 뛰어 오르는 것을 좋아하는 배반 DNA로 구성됩니다. 이 가짜 DNA는 연구원들이 게놈 생물학 월요일 공개 된 기사는 생명의 진화를 통해이 행성의 거의 모든 게놈에 무작위 적으로 삽입되었다. 수백만 년 전부터 일련의 신비한 사건들이 남아 있습니다.

포스트 박사의 신경 발생학 및 생물 정보학 연구원이자 논문의 주 저자 인 Atma Ivancevic 박사는 성게와 인간과 같은 동물에서 동일한 불량 DNA가 왜 발견되는지에 대한 연구를 시작했다. 지구상의 대부분의 종들이 엄청난 양의 유전 물질을 공유하고 있음을 알 수 있습니다. 인간은 침팬지를 가지고 우리 DNA의 약 99 %를 침팬지와 공유한다고 들었을 것입니다.하지만이 유전자는 다릅니다.

"점프 유전자"는 실제로 유전자가 아닙니다. 그들은 '정크 DNA'의 비 암호화 조각이다. "라고 그녀는 말한다. 역 이메일로. "유전 기생충과 같아서 이기적으로 스스로를 복제하고 때로는 종 사이를 뛰어 넘기 위해 게놈을 뛰어 넘는다."

지난 몇 년 동안, 우리는 DNA의 이러한 가짜 비트의 기능을 이해하기 시작했습니다. 그러나 우리는 여전히 그들이하는 일을 정확히 알지 못합니다. 이것은 유전자를 뛰어 넘는 수수께끼입니다. 그들은 생명 나무 전체에 흩어져있는 DNA 흔적의 빵 부스러기입니다. 이제이 논문 덕분에 우리는 마침내 그들이 어떻게 그런 혼란을 겪었는지 알아낼 것입니다.

가로 전송

Ivancevic의 연구에 따르면 BovB와 L1이라는 광대 한 종류의 종에서 추적 할 수있는 점프 DNA가 두 개있는 것으로 밝혀졌습니다. 연구원은 이러한 패턴을 전조 요소 (transposable element, TE)라고 부른다. 왜냐하면 그들은 성게, 소, 인간에 이르기까지 동물 유전자 전체에 무작위로 "복사하여 붙여 넣기"하기 때문이다. TE가 다른 종의 유전 물질을 침범하는이 이상한 과정은 수평 전송.

재생산에 대한 우리의 표준 이해는 수직 이송, 대부분의 유전 물질은 대개 부모에서 어린이로 전해진다는 가정.

가계도를 그릴 때, 일반적으로 부모님 아래에 어린이를 그려 넣습니다. 그런 의미에서 유전자는 그런 방식으로 세대에 따라 떨어지는 경향이 있습니다. 그러나 일부 TE 이동 수평으로 생명 나무를 가로 질러 한 생물체의 DNA에서 "벡터"라는 메신저를 통해 다른 생물체의 DNA로 "점프"합니다. 과학자들은 종간의 과정이 어떻게 작동하는지 완전히 이해하지 못하고 있지만, 벡터가 무엇인지에 대해 직감이 있습니다.

박테리아와 같은 일부 유기체는 유전자의 수평 이동에 매우 뛰어나며 종종 벡터없이 자연적으로 그렇게합니다. 동물은 그렇게 할 수 없지만 동물은 그렇게 할 수 있습니다. 물들이는 그러면 박테리아가 벡터로 작용할 수 있습니다. 이 신문은 병충해, 진드기, 메뚜기 등이 메신저 역할을 할 가능성이있는 후보자 몇 명을 제안하고 있으며, 굴과 바다 벌레와 같은 잠재적 인 수생 벡터 생물을 지명합니다. 종들 사이에서 정크 DNA 서열 인 BovB와 L1의 두 비트를 움직일 가능성이있는 것은이 벡터들입니다.

정말 흥미로운 점은 일단 DNA가 도착하면 일어나는 일입니다. 전달 이벤트가 발생하면 Ivancevic과 그녀의 팀은 DNA가 빠르게 복제 될 수 있음을 보여줍니다. 예를 들어, BovB는 처음에는 뱀으로 생겨난 다음 수백만 년 전에 수평 전송 이벤트를 통해 소에 "뛰어 올라"여러 번 복제 된 것으로 추정됩니다. 복사 및 붙여 넣기를 표준으로하는 것으로 생각하면 컨트롤 -V를 반복해서 누르십시오.

"나에게있어 가장 놀랄만 한 것은 전이가 아니라 전염 후 숙주 게놈에 미치는 영향"이라고 Ivancevic은 말합니다. "이제 BovB는 암소 게놈 서열의 약 25 %를 차지합니다. 그것은 커다란 변화입니다!"

큰 점프를 찾는다.

Ivancevic 연구팀은 생명의 나무가 어느 정도까지 침투했는지 확인하기 위해 759 종의 게놈을 조사했습니다. 그들은 동물에서 BovB 서열이 뱀, 소, 성게, 박쥐 및 말 (비록 박쥐와 말은 완전한 BovB 서열 수가 적지 만)과 관련이 있음을 발견했습니다. L1 서열은 훨씬 더 보편적으로 보였다. 79 종이 BovB 염기 ​​서열을 가지고 있었지만, 559 종에는 L1 서열이 있었다. 역사적으로, L1은 수직으로 옮겨지는 것으로 믿어 졌기 때문에 이종 종에서 L1 서열을 발견하는 것이 획기적인 일이었습니다.

BovB는 먼 곳에있는 종들 사이에서 "큰 도약"을하기 때문에 항상 수평 적 이동 현상이 발생했다는 증거를 제공함으로써 연구자들에게 흥미를 돋 웠습니다. 그러나 이전의 분석은 단지 L1 시퀀스가 ​​큰 도약을 일으킨 몇 가지 사례를 나타 냈습니다. 연구자들은 L1이 아마도 수직으로 만 전달되었다고 결론 내릴 수있었습니다.

Ivancevic의 연구팀은 더 넓은 그물을 주조함으로써 우리가 이전에 생각한 것보다 더 많은 게놈을 뛰어 넘었 음을 보여주었습니다. "동물, 식물 및 곰팡이의 사용은 실제로 현재의 데이터로 최대한 많은 게놈을 스크리닝하는 것을 도왔습니다. 대규모 왕국 이동을 모색하는 많은 연구는 없습니다. "라고 그녀는 말합니다.

L1이 559 종에 존재한다는 사실은 L1s 있었다 이 큰 도약을했다. 팀은이 정크 유전자가 완전히 별개의 왕국에있는 종의 DNA에 들어갈 수있는 발판이되기 위해 수백만 년 전에 해양 종에서 이전에 알려지지 않았던 L1 "점프"6 개를 지적합니다.

그들은이 수평 적 사건 중 하나가 L1 서열을 고대의 조상 인 "therian"포유 동물, 즉 알을 낳지 않는 동물들에게 1 억 6 천 1 백만 년 전부터 태어났다. 그곳으로부터 아마도 인간을 포함하여 고대 동물의 모든 자손에게 수직으로 전달 될 수있었습니다. L1은 대부분 인간에서 조각화되고 비활성이지만, 여전히 우리 게놈의 17 %를 구성합니다.

이와 같은 발견은 작은 힘조차도 진화를 재 형성 할 수 있음을 보여줍니다. 어쩌면 수백만 년 전에 우리의 가장 먼 조상 중 한 명이 바다에 사는 피를 뽑아내는 해충 (아마도 바다 벌레 였을 것입니다)과 논쟁을 벌였고 어쨌든 무작위로 DNA를 주사했습니다. 이제 수백만 년이 지난 지금, 이러한 변화는 우리 안에서 지속되며, 우리는 여전히 그들이하는 역할을 알아 내고 있습니다.

"이것은 무작위 DNA 교환이 우리의 진화를 형성 할 수있는 정도를 보여줍니다"라고 Ivancevic은 말합니다.