DNA-sekventering teknologi, der hjælper forskere med at finde svar på de spørgsmål, der plagede folk i århundreder. Kortlægning af genomer af dyr, får vi en bedre idé om, hvordan giraffen fik sin lange hals, og hvorfor slanger er så lang. Genom-sekventering giver os mulighed for at sammenligne DNA fra forskellige dyr, og finde ud af, hvordan de udviklede sig og til at være hvem de er.
Men nogle gange står vi med et mysterium. Genomer af nogle dyr, tilsyneladende, ikke omfatter visse gener, der vises i andre lignende typer, og de skal være til stede for at støtte livet for dyr. Disse tilsyneladende fraværende gener, der kaldes “dark DNA”. Hendes eksistens kan vende vores forståelse af evolution.
For første gang, forskere under ledelse af Adam Harrison fra University of Oxford konfronteret med dette fænomen i sekventering af genomet sand rotte (Psammomys obesus), en gerbil, der lever i ørkenen. I særdeleshed, de ønskede at undersøge gener, ørkenrotter, der er forbundet med produktionen af insulin, for at forstå hvorfor dette dyr er særligt modtagelige over for type II diabetes.
Når de søgte Pdx1 genet, der styrer insulin sekretion, fandt de, at de mangler sammen med de 87 andre gener, der er omkring det. Nogle af disse mangler gener, herunder Pdx1, er af afgørende betydning, og uden dem, dyret ikke kan overleve. Hvor er de?
Det første fingerpeg om, var det faktum, at der i flere af kroppens væv sand rotter, forskerne har fundet kemikalier, der kan vises på “vejledning” af “manglende” gener. Dette ville kun være muligt, hvis de gener, der er til stede et eller andet sted i genomet. Og dette kunne indikere, at de ikke mangler, men simpelthen forsvandt.
Den DNA-sekvens af disse gener er meget rig på guanin og cytosin, to af de fire molekyler af “baser”, der udgør DNA ‘ et. Vi ved, at de rige i cytosin og guanin sekvenser skabe problemer for nogle af metoderne til DNA-sekventering. Og det bliver mere sandsynligt, at de gener, at vi var på udkig efter var på stedet, men de var svære at opdage. Af denne grund, vi kaldte dette en skjult sekvens af “mørke DNA,” som en reference til mørkt stof, der består af 25% af Universet, men vi kan ikke finde det.
At studere genom af sand rotter, fandt vi, at der i en del, især, havde en del flere mutationer end andre gener i gnavere. Alle gener i denne hotspot mutationer blev DNA-rig på cytosin og guanin, og muteret til en sådan grad, at de er svære at opdage ved hjælp af standard metoder. Overdreven mutation ofte stopper genet, men på en eller anden måde generne ørkenrotter fortsætte med at spille deres roller, på trods af den radikale ændring i DNA-sekvensen. Dette er en meget vanskelig opgave for gener. Det er som at synge “Katyusha” kun ved brug af vokaler.
Denne form for mørke DNA, der tidligere er fundet i fugle. Forskere har opdaget, at genet 274 er “nej” i sekventeret i øjeblikket, genomer af fugle. Blandt dem genet for leptin (det hormon, der regulerer energi, balance), som den videnskabsmand, der ikke kunne finde i mange år. Igen, disse gener har et meget højt indhold af cytosin og guanin og deres produkter er fundet i væv i organer af fugle, selv om de gener, der er sig selv, som det ikke er i geneticheskih sekvenser.
En stråle af lys i den mørke DNA
I de fleste af de lærebøger, som opfylder definitionen af, hvilket indebærer, at udviklingen forløber i to faser: mutation, naturlig udvælgelse. Mutation i DNA er en almindelig og kontinuerlig proces finder sted helt tilfældigt. Naturlig udvælgelse bestemmer, hvilke mutationer, der skal passere, og som ikke er, som regel afhængig af, hvilket resultat, de viste i reproduktion. Kort sagt, den mutation, der skaber variation i DNA af organismen, og naturlig udvælgelse beslutter sig for at bo eller droppe ud, og så er evolution.
Men lommer af høj mutationer i genomet betyder, at de gener, der visse steder er mere tilbøjelige til at mutere end andre. Dette betyder, at disse læsioner kan være nedootsenennym mekanisme, der kan også afgøre løbet af evolutionen. Og så estestvenny udvælgelsen kan ikke være den eneste drivkraft.
Stadig mørkt DNA, som tilsyneladende var til stede i to forskellige og fælles former for Kæledyr. Men det er stadig uklart, hvordan hun alle spredning. Hvis genomer af alle dyr indeholder DNA i mørke, og hvis ikke, hvad gør ørkenrotter og fugle, så unik? Den mest vanedannende puslespil vil være at finde ud af, hvilken indflydelse af mørke DNA har haft på udviklingen af dyr.
I eksemplet med sand rotte, et arnested for den mutation, kan have ført til en tilpasning af dyr til ørken forhold. Men, på den anden side, den mutation, der kunne være sket så hurtigt, at den naturlige udvælgelse ikke kunne arbejde hurtigt nok til at fjerne noget skadeligt for DNA. Hvis så, derefter de skadelige mutationer kan blande sig med overlevelse af sand rotte ud over sin nuværende ørken miljø.
Åbningen af dette mærkelige fænomen, helt sikkert rejser spørgsmål om, hvordan evolyutsioniruet genom, og at vi måske har savnet i den nuværende projekter af genom-sekventering. Måske skulle vi vende rundt og se nærmere.
“Mørk DNA” kan ændre den måde vi tænker om evolution
Ilya Hel