14:32 2022-07-01
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Începe studiul pentru a dezvălui evoluția misterioasă a insectelor masculi fără tată
_ Studiul începe să se dezlege evoluția misterioasă a insectelor masculi fără tată
Nu se întâmplă des să vezi sisteme genetice descrise ca „bizare” în titlul unei lucrări de cercetare științifică. Asta dacă nu este de la laboratorul Universității de Stat din San Francisco, profesor asociat de biologie Scott Roy, care are o înclinație deosebită pentru genetica ciudată.
În cea mai recentă lucrare pentru PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences) , Roy și colaboratorii săi furnizează primele dovezi empirice care susțin o ipoteză pentru evoluția haplodiploidiei, sistemul neobișnuit de determinare a sexului găsit la specii precum albinele, furnicile și viespile.
Cel mai familiar sistem de determinare a sexului este sistemul XX/XY, în care femelele au tendința de a avea o pereche de cromozomi sexuali X, iar bărbații au un X și un Y. La multe specii (cum ar fi oamenii), un spermatozoid și un ou - celule haploide care conțin fiecare o singură copie a materialului genetic inclusiv un singur cromozom sexual – se unesc pentru a crea un individ diploid cu două copii ale materialului genetic. În haplodiploidie, totuși, femelele urmează sistemul ovul-sperma, în timp ce masculii iau naștere numai dintr-un ou. Aceasta înseamnă că bărbații au doar jumătate din informațiile genetice față de omologii lor de sex feminin (toate de la mama lor).
„Există un fel de puzzle fundamental în biologie, care este cum există lucruri ciudate?” spuse Roy. „Fie lucrul ciudat a evoluat într-un singur pas, fie a trebuit să se fi întâmplat printr-o serie de pași, dintre care fiecare a fost acceptat de evoluție.”
Problema este că este greu de explicat tranziția evolutivă de la sistemul mai familiar de determinare a sexului la haplodiploidie, spune Roy. Deoarece masculii haploizi au mai puțin material genetic și nu au gene paterne (reducerea diversității genetice), ne-am aștepta să aibă șanse mai mici de supraviețuire. Deci, cum au menținut speciile masculii haploizi?
Cheia ar putea fi în conflictele intragenomice (adică conflicte între diferite gene dintr-un individ) care destabilizază sistemele genetice și promovează originea unor noi sisteme (cum ar fi haplodiploidia). Conform acestei ipoteze, genele legate de cromozomul X al tatălui ar putea influența producția de spermatozoizi pentru a produce mai mult sperma care conține X, ceea ce duce la mai multe fiice (XX) decât fii. Dacă da, acest lucru ar putea determina producția de masculi haploizi pentru a reechilibra raportul dintre bărbați și femele. Cercetătorii bănuiesc că acest lucru s-ar întâmpla în prezența unui cromozom X mai mare.
„Ideea că conflictul dintre genele dintr-un singur organism ar putea propulsa evoluția există de ceva vreme. Dar până în prezent sunt foarte puține. sau fără teste empirice ale acesteia”, a spus Roy.
Aceasta se datorează faptului că este o ipoteză dificil de testat la speciile cunoscute și de a distinge de alte posibile explicații, adaugă el. Dar asta nu l-a oprit pe el și pe colaboratorii săi.
Ei au secvențiat întregul genom al ciupercilor cu aripi întunecate, al mușcoșilor/mușcoșilor și al cololilor pentru a rezolva unele dintre provocările lor experimentale. Aceste specii sunt în esență haplodiploide, dar le-ar permite cercetătorilor să separe ipoteza conflictului de alte ipoteze propuse.
Analiza a arătat că aceste specii au într-adevăr cromozomi X foarte mari în comparație cu speciile diploide înrudite. Cromozomii lor X mari au ocupat între 16% și 66% din genomul unei specii.
„De obicei, 1 până la 5% din genom este vorba despre cromozomul X, dar în aceste sisteme este aproape jumătate din genom. . Aceasta este o diferență foarte mare și clară”, a spus prima autoare Noelle Anderson, o Universitatea din California, Merced Ph.D. student în laboratorul lui Roy. (Roy are un profesor adjunct secundar la UC Merced.)
Lucru interesant este cât de clare sunt datele, explică Roy. "Vorbim despre peste zeci de milioane de ani de evoluție aici, poate sute. Și pentru a vedea acest lucru clar, un model în datele bioinformatice este aproape nemaiauzit", a adăugat el.
Aceste dovezi susțin ideea că conflictele intragenomice ar putea conduce la evoluția unor noi sisteme biologice, spune Roy. El recunoaște cultura SF State pentru că l-a încurajat să urmeze acest proiect dificil.
„Nu mi-aș fi dezvoltat niciodată abilitățile sau încrederea ca să mergem în această direcție [de cercetare] și, prin urmare, este un fel de tribut adus statului San Francisco”, a spus Roy. „Simt aici multă libertate intelectuală.”
Anderson, care a lucrat inițial cu Roy în vara lui 2014 ca cercetător SF State NSF Research Experience for Undergraduates, se va întoarce la Universitate după absolvire ca un lector care preda bioinformatica.
Comentarii:
Adauga Comentariu