Yeni çalışma, mamutları yapan genleri tanımlıyor – Ars Technica

Uluslararası bir bilim insanı ekibi, V’nin 23 yünlü mamut genomuna yönelik araştırmalarının sonuçlarını yayınladı. Güncel Biyoloji. Bugün itibariyle, tüylü mamutun gerçekten de soğuk bir çevrede yaşama adapte olmasına rağmen, varlığı boyunca daha fazla adaptasyon yapmaya devam ettiğine dair göstergeler de dahil olmak üzere, evrimi hakkında daha heyecan verici içgörülere sahibiz.

Yıllarca süren araştırmaların yanı sıra çok sayıda yünlü mamut örneği, ekibin bu türün ev dediği soğuk tundraya nasıl uyum sağladığına dair daha iyi bir tablo oluşturmasını sağladı. Belki de en önemlisi, daha önce 700.000 yıl önce, türünün diğer mamut türlerinden ilk kez ayrıldığı sıralarda yaşamış yünlü bir mamuttan sekansladıkları bir genomu dahil ettiler. Nihayetinde ekip bunu etkileyici 51 genomla karşılaştırdı – 16’sı yeni yünlü mamut genomları: daha önce bahsedilen Chuchochia genomu, geç Kuvaterner döneminden 22 yünlü mamut genomu, bir Amerikan mastodonunun 1 genomu (bir akrabası) mamut) ve fillerden 28 genom.Mevcut Asya ve Afrika.

Bu veri setinden, yünlü mamutlara özgü 3.000’den fazla gen bulabildiler. Oradan, tüm yünlü mamutların, akrabalarında bulunan kopyaya kıyasla proteini değiştiren dizileri taşıdığı genlere odaklandılar. Başka bir deyişle, değişiklikleri doğal olarak seçilmiş gibi görünen genler.

Yenilikler (genetik)?

David Díez-del-Molino, evrimci bir biyolog ve bu makalenin baş yazarıdır. Ars ile yaptığı bir video röportajında ​​”‘Yüksek düzeyde evrimleşmiş genler’ dediğimiz şey, bu eşanlamlı olmayan mutasyonların çoğuna sahip genlerdir. Ne kadar çok varsa, onları o kadar çok gelişmiş olarak değerlendiriyoruz.” Gerçek şu ki (ve bu arada, çalışmanın sınırlılıklarında bundan bahsediyoruz) tüm mutasyonlar birbiriyle ilişkilidir. Dolayısıyla, bu mutasyonlardan yalnızca birini içeren genler, tüylü mamutun fenotipi için çok önemli olabilir. Bu nedenle, yünlü mamutta bir genin ne kadar değiştiğinin bir göstergesi olarak mutasyon sayısını kullanıyoruz.”

Bu oldukça gelişmiş genlerden bazıları, tüylü mamutun ekolojisi hakkında fikir veriyor. Ekip, bağışıklık sisteminde yer alan genlerin, özellikle de parazitik solucanlara veya patojenlere karşı faydalı olabilecek genlerin kanıtlarını buldu. Diğer genler, DNA’nın onarılmasına yardımcı olmuş olabilir. Bu konuda tespit ettikleri genlerden ikisi (BRCA1 Ve BRCA2) İnsanlarda meme kanseri gelişiminde yer alır ve tümörleri baskılamak için hareket eder. Yünlü mamutlar, hayatta kalan akrabaları gibi kansere dirençli olabilir mi?

Bazı değiştirici genler yağ depolama, ısı üretimi ve metabolizmada yer alır ve bunların tümü Kuzey Kutbu soğuğuna karşı çok faydalı olabilir. Diğer değişiklikler, yünlü mamutun soğuğa tepki olarak acıyı hissetme yeteneği gibi soğuma hissini değiştirmiş olabileceğini gösteriyor.

Saçla ilişkili genler belki de en ilginç olanıdır. Ekip, insanlarda genetik bozukluklardan sorumlu birkaç gende değişiklikler buldu. Toplanamayan saç sendromu ve uygun bir şekilde “yünlü saç sendromu” (Carvajal sendromu) olarak adlandırılan bu bozukluklar, toplu olarak kalın, dağınık, tel gibi ve kıvırcık saçlar üretir. Bununla birlikte, bu nitelikler, yünlü mamut kürkü olarak hayal ettiğimiz şeyle tutarlıdır: büyük, yoğun, sırım gibi ve yırtılmaz bir astar. Bu genler, mamut kürkünün tüm yün türleri için aynı olmadığını gösterir; Varlığı boyunca evrim geçirmiş olabilir, böylece sonraki türler öncekilerden farklı tüylere sahip olabilir.

Bu çok komik, dedi Díez-del-Molino, çünkü tüm isimler mamut kılı olduğunu düşündüğümüz her şeydi!Ancak yünlü mamuttaki tam işlevi bilmediğimizi not etmek önemlidir çünkü bu tam olarak aynı mutasyon değildir. [seen in humans]. “

Genler ve akrabalar

Peki neden insanlardaki genetik bozukluklarla karşılaştırmalar yapılıyor? Cevap, neden bu genler hakkında hiçbir şey bilmediğimizde yatıyor. Bahsedilen genetik bozukluklar söz konusu olduğunda, bu hastalıkların altında yatan nedenlerin araştırılması, hangi genlerin bunlarla ilişkili olduğunu bilmemizin nedenidir. Diğer genler için bilgimiz, diğer türler üzerinde yapılan çalışmalardan gelmektedir.

Diez-del-Molineux, “Bazı genlerin işlevini yalnızca başka türlerde incelendiği için biliyoruz,” diye açıkladı. Bu genlerin mamutlarda ne yaptığını inceleyemeyeceğimiz için, alabileceğimiz en iyi bilgi, ilgili genleri incelemekten gelir. “Ajan kullanmak zorundayız – genellikle insanlar ve fareler – çünkü bunlar model türler ve iyi incelenmişler. Gazetede, bunları ifade ederken biraz dikkatli olmaya çalışıyoruz. ‘Oh, tamam’ diyoruz. .’ Bu gen kulak boyutuyla ilişkilendirilebilir, ancak tam olarak bilmiyoruz. “

Kulağın boyutu başka bir harika vahiydi. Son 700.000 yılda en çok mutasyona uğrayan gen, farelerde küçük kulaklarla ilişkilendirilen gendi. Bu nedenle, yaşlı mamutların sonraki muadillerinden daha büyük kulaklara sahip olabileceğini öne sürüyorlar.

Bugünün gazetesi, aynı derecede heyecan verici bir 2015’ten büyük bir sıçrama kağıt bu, yünlü mamutun genomlarını ve potansiyel işlevlerini ortaya çıkardı.

Díez-del-Molino ve ekibi, önceki ekibin “yünlü mamutlarda sabitlendiğini” bildirdiği bazı genetik varyantların aslında öyle olmadığını keşfetti. Bu, tüm mamutların bir genin aynı kopyasına sahip olması yerine, daha sonraki popülasyonların orada bazı varyasyonları koruduğu anlamına gelir. Díez-del-Molino, kendisinin ve ekibinin daha fazla örnekten keyif aldığını açıkladı. Bir önceki ekip iki yünlü mamutu sıralayabilmişken, bugünün ekibi daha fazla fosil ve mumya örneği alabildi. Diez del Molino şunları önerdi: “Çok sayıda genomumuz var.” Bu, çok daha farklı bakma potansiyeline sahip olduğumuz anlamına gelir ve bazı yünlü mamutlar bunu yapmadı. [the] Daha da önemlisi, bugünün ekibi 700.000 yıllık tüylü mamutun genomunu onun soyundan gelenlerinkiyle karşılaştırarak, daha sonraki genomlarda bulunan evrimsel adaptasyonlar hakkında çok önemli bilgiler sağlayabilir.

Kadim DNA Zorlukları

Rebecca Rogers, Charlotte’taki North Carolina Üniversitesi’nde araştırmaya dahil olmayan bir evrimsel genetikçidir. “Oldukça büyük bir veri setini elde edebilmeleri ilginç. Mamutlarda neler olup bittiğine dair bu küresel görüşe sahipler.”

“Bu veri setiyle başka neler yaptıklarını ve genetik topluluğunun aynı tür verilere baktıklarında ne bulduklarını görmek gerçekten ilgimi çekerdi” dedi.

“Vurgulamak istediğim bir şey de, 700.000 yıllık mamutlardan DNA almanın büyük bir yalan olduğu. Bu benim kendim deneyeceğim bir şey değil. Ve çoğu zaman başarısız olan türden bir test.” . Ama burada çalışan bir tane var. Eminim bu çok büyük bir iş olmuştur.” Arazide uygun örnekleri ve fosilleri keşfetmenin ne kadar süreceğini ve ardından bilim adamlarının bunlardan başarılı bir şekilde antik DNA elde etmek için kaç girişimde bulunmaları gerektiğini anlattı. Çabuk ya da kolay.” Yani bu bir nevi yüksek riskli, yüksek kazançlı bir girişim. Ve aşkı seven insanları görmek güzel [and the team] ileriye doğru itin.”

Stockholm’deki Paleogenetik Merkezi’nde evrimsel genomik profesörü olan kıdemli yazar Love Dalen’a işaret ediyor. O ve birkaç bilim insanı bu makaleyi yayınladı. son kalıtsal Araştırma içeri MamutDahil daha eski Mamut genomu bugüne kadar başarıyla dizilendi. Bir basın bülteninde, çalışmalarındaki bazı benzersiz zorluklara dikkat çekiyor.

“Hem kutup ayıları hem de sivrisineklerle savaşmamız gereken saha çalışmasının dışında, işi daha da zorlaştıran başka bir yönü de, eski bir DNA laboratuvarında çalışmak zorunda olmanız ve bu da tüm vücudu kaplayan bir giysi giymeniz gerektiği anlamına geliyor. kapüşon ve maske Yüz, maske ve çift eldiven için, yani laboratuvar çalışması yapmak biraz rahatsız edici, en hafif tabirle,” diyor Dalen. erkek. “Bu örneklerin çoğu üzerinde laboratuvar çalışması yapmak için muazzam çaba harcayan, bu makalenin ikinci yazarı Marianne DeHasque’ı vurgulamak isterim.”

mamut cazibesi

Muhtemelen, yünlü mamutlar hakkında güçlü bir şekilde ikna edici bir şey var. Nesli tükendi, ancak yalnızca – jeolojik açıdan – yalnızca bazıları 4000 yıl kadar önce adalarda hayatta kaldığı için. Bazen Sibirya ve Yukon’un permafrostlarından harika mumyaların ortaya çıkması, bizi artık bu dünyada yürümeyen yaratıklardan olağanüstü bilgiler toplamak için benzersiz bir konuma bırakması yeterince yeni. Soyu tükenmiş türler üzerinde genetik araştırma yapmak için gereken teknoloji, son birkaç on yılda büyük bir hızla gelişti.

Rogers, “Lisansüstü okula başladığımda, üzerinde genetik yapabileceğiniz hayvanlar, meyve sinekleri, solucanlar veya fareler gibi şeylerdi. farklı türdeki hayvanların DNA’larının planı.” – Ve şimdi istediğimiz her şeyde popülasyon çapındaki varyasyona bakabiliriz! Sıralama giderek daha ucuz ve daha iyi hale geliyor ve bu nedenle, farklı türden evrimsel soruları incelemenin kapılarını açtı. alanımda sadece son 10 yılda. Gelecekte, dizileme yalnızca daha iyi genom elde edecek.”

Diez del Molino, “Amacımız evrimin nasıl çalıştığını keşfetmek” dedi. “Tipik türleri” birkaç nedenden dolayı yünlü mamuttur. “Harika hayvanlar” olmalarının yanı sıra, “nesli tükendi – ki bu daha ilginç – ama daha da önemlisi, uzun süredir birçok yünlü mamut var. Bizde çok fazla kalıntı var ve onlar zaten permafrost olan Sibirya’dan geliyor, böylece onu gerçekten ayarlayabiliriz. Bu veri setini “inanılmaz” olarak tanımlıyor. Ve coşkusu haklı. “Türün 700.000 yıl önceki kökenine çok yakın bir genomumuz var” dedi. “Bu, bunun çok erken bir versiyonuydu ve örneğin, bu türün varlığının son 100.000 yılında birçok hayvana sahibiz. Dolayısıyla, bu açıdan bakıldığında, kişisel olarak ilginç bulduğum şeyin bu olduğunu düşünüyorum.”

Nihayetinde Diez del Molino, “tüm bu genlerin yünlü mamutta gerçekte ne yaptığını bilmek istiyor. Bu harika olurdu.”

Hücre Raporları, 2023. DOI: 10.1016/j.celrep.2015.06.027

Gen Timmons (@çalışan) paleontolojiye güçlü bir tutkuyla bağlı serbest yazar. New Hampshire’da yaşıyor ve blogunda paleontoloji (ve biraz da arkeoloji) hakkında yazıyor. mostmamoths.wordpress.com.