爱奇飞网

网站首页生活常识 >正文

研究人员展示了在基因组周围活动的移动元素

开心的月饼 2023-06-02 08:46:44 生活常识

狒狒(Papio)遍及非洲大陆,从西到东一直到南。它们有像狗一样的鼻子、令人印象深刻的牙齿和厚厚的皮毛,颜色广泛分布在六种动物之间,这六种动物是橄榄色、黄色、印度查克马、金达、几内亚和滨海。它们的栖息地从稀树草原和灌木丛到热带森林和山脉不等。

研究人员展示了在基因组周围活动的移动元素

Chacma狒狒最大,重达100磅,甚至在卡拉哈里沙漠中也能找到,而邻近的Kinda狒狒,最小的约30磅,生活在水边。大多数人生活在拥有数十或数百名成员的大部队中。虽然大多数狒狒是一夫多妻制,雄性和雌性与多个伙伴交配,但狒狒,也被称为神圣狒狒,只以一雄多雌为单位生活。

在今天发表在《科学》杂志上的一篇题为“全基因组Coancestry揭示狒狒古代和近期雄性驱动网状结构的细节”的论文中,研究人员展示了狒狒物种之间惊人数量的遗传混合,这也可能发生在早期人类身上。路易斯安那州立大学Boyd教授MarkBa​​tzer和MaryLouApplewhite博士生物科学特聘教授;JessicaStorer,博士,Batzer以前在路易斯安那州立大学的学生,现在是研究科学家;和路易斯安那州立大学的研究助理JerilynWalker都为这项研究做出了贡献。他们一起分析了来自19个地理区域的225只狒狒样本中的可移动或“可转座”遗传元素。

“每个人都认为他们的基因组是完全稳定的,而这是完全错误的,”Batzer说。“超过一半的基因组在自然界中是流动的,在个体之间、个体之间、世代和种群之间移动。基因组的这一移动部分,或称移动组,提供了关于不同物种如何相互关联、如何相互关联的重要线索。他们不同,当两个人有一个共同的祖先时。”

全基因组测序彻底改变了研究人员现在可以研究的遗传多样性的数量和细节。虽然路易斯安那州立大学的研究人员之前已经研究了数百个移动元素或“跳跃基因”,主要是Alu和L1类型,但他们现在能够通过计算分析超过200,000个元素,从而确认和扩展之前的研究。更广泛的研究联盟包括全球30多个合作者,由贝勒医学院分子和人类遗传学副教授杰弗里罗杰斯领导。

Batzer说:“当我刚开始涉足这个领域时,有些问题是科幻小说,但现在已经很容易理解了。”“我们也回到了这个基本问题,‘什么是物种?’当我还是一个年轻的科学家的时候,这意味着生殖隔离;没有来回的基因交换,来自不同物种的个体会形成不能生育的杂交种。嗯,整个概念已经进化了,我们现在看到的是基因来回自由交换第四,无论是在古代还是在最近。换句话说,基因隔离物种并没有随时间变化的线性轨迹。”

可移动的转座因子引起所有基因突变的一个子集,称为结构遗传变异,这是基因组中最重要的突变类型之一。因此,移动元素负责某些遗传多样性,但不是所有差异。它们的活动或运动速度在不同物种之间也是可变的,包括在不同时间。狒狒目前处于“快进”状态,而猩猩则几乎处于暂停状态。人类介于两者之间。

“你可以说像Alu和L1这样的移动元素参与了基因军备竞赛或基因组内的竞争,”Batzer说。“移动元素试图扩大数量,而基因组对这种扩展施加控制,因此这些元素不会‘超越’基因组并造成如此大的破坏,以至于有杀死宿主的风险。一些移动元素是病毒的远亲,所以一些控制系统与控制病毒传播的系统相同。”

表面上的相似性,例如同一物种的两个个体之间的相似性,可以掩盖数量惊人的遗传多样性,因为一只狒狒几乎可以与来自不同物种的狒狒拥有同样多的共同点——从基因上讲。研究人员还首次在非人类灵长类动物身上展示了坦桑尼亚西部的黄色狒狒如何从三个不同的谱系——黄色狒狒、橄榄狒狒和金达狒狒中获得遗传输入。

Batzer说:“这是我们第一次看到三种不同的物种对一个物种的起源做出了贡献,并且做到了这一点。”“这些高分辨率数据集使我们能够从我们所做的观察中得出更准确和详细的结论。”

狒狒和人类共享大约91%的相同DNA。虽然人类彼此之间的变异相对较小,但狒狒在遗传上更加多样化。称为LINE元素的较大移动元素,如L1,携带有助于它们的酶机制,而较小的Alu元素则在哺乳动物(L1)和灵长类动物(Alu)中动员和推动变化。

移动和转座因子本身是多种多样的,并且有效地“围绕”所有灵长类动物(包括人类)和其他物种的基因组。它们影响基因组的过程称为插入诱变、转导和重组。跟踪插入是Batzer的专长,它在建立共享或独立祖先方面提供了两个优势。

首先,在基因组中特定位置的移动元素的存在代表了血统的身份;没有共同血统的完全匹配的可能性几乎可以忽略不计。其次,有可能将插入追溯到它们首次出现的位置,从而建立祖先的遗传特征状态并明确地建立物种关系。

“我们现在相信移动元素是影响基因组的最大单一驱动力之一,不仅在灵长类动物中,而且在许多哺乳动物和许多非哺乳动物系统中也是如此,”Batzer说。

接下来,路易斯安那州立大学研究小组将研究最近发现的转座因子在南美灵长类动物中的动员和基因组影响。


版权说明:本站所有作品图文均由用户自行上传分享,仅供网友学习交流。若您的权利被侵害,请联系我们


标签:

站长推荐
栏目推荐
阅读排行