Ново проучване, ръководено от института Рослин, се стреми да отключи мистериите зад мощен генетичен феномен, който е изиграл решаваща роля в еволюцията на много видове: дублирането на целия геном.
Този процес включва пълно дублиране на ДНК на организма, което води до четири комплекта хромозоми вместо обичайните два.
В продължение на милиони години тези дублирани геноми могат да еволюират обратно до два, но не и преди да позволят на гените да разнообразят и развият нови функции.
Изследователският екип вярва, че този механизъм е насърчил невероятната сложност и разнообразие, наблюдавани в растенията, животните и другите организми през цялата еволюционна история.
Кракване на кода на еволюцията
Международната изследователска инициатива, финансирана с £5,3 милиона за четири години, ще включва учени от няколко престижни институции, включително Университета на Бат, Единбургското училище по биологични науки и Wellcome Sanger Institute.
Изследването ще анализира генетични данни от различни видове, включително риби, растения, гъби и едноклетъчни организми.
Дублирането на целия геном предлага съществено еволюционно предимство, позволявайки на гените да поемат нови роли, което потенциално води до появата на уникални черти и адаптации.
Ръководителят на проекта професор Дан Маккуин подчертава значението на тези дублирания за оформянето на хода на живота на нашата планета: „Дупликациите на целия геном са основен, но често неразбран аспект от еволюционния разказ за много видове. Ние се стремим да разкрием критични прозрения за това как тези събития са повлияли на живота на Земята.
Д-р Джеймс Кларк, научен сътрудник в Центъра за еволюция Милнър към Университета на Бат, ръководи фокусираната върху растенията страна на проекта. Неговото изследване има за цел да очертае пътищата на еволюцията на генома в растенията след дублиране.
Промени в ДНК, оформили живота
„Геномите на растенията са склонни да се удвояват по-често от тези на животните“, обяснява той. „Вярваме, че този процес, наречен „редиплоидизация“, е допринесъл значително за развитието на различни растителни форми, включително цветя, и диверсификацията в живи растителни групи като треви и маргаритки.“
Д-р Кларк също се интересува от количественото определяне как дублирането на целия геном може да корелира с видовото разнообразие.
„Чрез точното определяне на случаи на дублиране на генома и последващия процес на редиплоидизация, ние се надяваме да определим дали тези събития са довели до увеличаване на видовете или до появата на нови растителни форми“, добавя той.
Професор Марк Блакстър от Wellcome Sanger Institute отбелязва значението на дублирането на целия геном за човешката еволюция.
„Анализът на човешкия геном показва, че нашите предци са преживели не само един, а два кръга на дублиране на целия геном“, казва той. „Тези събития вероятно са осигурили генетичното разнообразие, необходимо за значителен еволюционен напредък. Сега осъзнаваме, че това удвояване на генетичен материал е често срещано явление във всички форми на живот.“
Проектът ще използва усъвършенствани геномни данни и най-съвременни технологии за секвениране, за да изследва значението на тези дублиращи събития в цялото еволюционно дърво.
„Тази нова награда на Съвета за изследване на биотехнологиите и биологичните науки (BBSRC) ни позволява да използваме нашите изключителни възможности за секвениране на генома в Wellcome Sanger Institute, за да предоставим референтни геноми за критични видове“, обяснява професор Блакстър.
Докато изследователите се впускат в тази амбициозна мисия да разберат последиците от дублирането на целия геном, те се надяват да хвърлят светлина върху богатия гоблен на еволюционната история и сложните процеси, които са оформили живота такъв, какъвто го познаваме.
Източник: InterestingEngineering
