Atgimę senoviniai genai

   Praėjusią savaitę mokslininkai pranešė rekonstravę milijono raidžių ilgio DNR seką, priklausiusią žinduoliui gyvenusiam prieš 75 mln. metų ir buvusiu beveik visų dabar žemėje gyvenančių žinduolių, įskaitant ir žmones, protėviu. Jeigu mokslininkai geriau žinos praeities gyvūnų genomus, jiems bus lengviau susigaudyti tame, kurios dabartinių gyvūnų genomų dalys yra pačios svarbiausios.

   Juros periodo parkas yra neįmanoma svajonė, nes mažai tikėtina, kad kada nors pavyktų rasti per milijonus metų išlikusią DNR. Bet Davido Hausslerio grupei iš Kalifornijos universiteto Santz Cruze, atkūrusiai protožinduolio DNR, to ir neprireikė. Rekonstrukcijai jie panaudojo dabar gyvenančių sutvėrimų DNR sulyginimą.

   Jie pradėjo nuo to, jog išrikiavo įvairių gyvų žinduolių genomus ir ieškojo tokių vietų, kur genomų bazės arba DNR "Laiškai" sutampa. Kai taip yra, toji genomo vieta beveik tikrai yra buvusi ir protėvio DNR. Jeigu genomų bazės skiriasi, lipimas atgalios evoliucijos medžiu gali padėti nustatyti, kuomet tokie pokyčiai įvyko.

   Norėdami nustatyti kiek tiksli yra tokia rekonstrukcija, Haussleris su kolegomis išrado 50 000 bazių ilgio DNR seką. Po to jie pasinaudojo kompiuterio programa, modeliuojančia tos DNR atkarpos pokyčius per 75 mln. metų, per kuriuos protėvis išsivystė į 20 rūšių. Modeliavimui buvo pasinaudota duomenimis gautais tiriant žmogaus ir pelės genomus ir tai, kaip juose laikui bėgant buvo įterpiamos, ištrinamos ar pakeičiamos įvairios bazės. Po to mokslininkai pabandė savąją rekonstrukcijos programinę įrangą bandydami jos pagalba atstatyti pirminę genomo formą iš gautųjų 20-ties "palikuonių" genomų. Palyginus su originalu paaiškėjo, kad rekonstrukcijos tikslumas buvo didesnis nei 98 procentai. Be to, daugelis klaidų buvo aptikta ties transpozonais - "egoistiškomis" DNR dalimis, neturinčiomis jokios aiškios paskirties.


Dabartinių žinduolių genomo dalis procentais, kuri skiriasi nuo pirmykščių.

   Gavę koncepcijos patvirtinimą Haussleris ir jo grupė ėmėsi realių genomų. Jie pradėjo analizę nuo DNR atkarpos, kuri yra gerai ištirta net 19 žinduolių rūšių ir turi geną CFTR, atsakingą už žmonių susirgimus cistine fibroze. Iš šią atkarpą sudarančių beveik 2 mln. bazių mokslininkai atstatė daugiau nei milijono bazių ilgio seką, priklausiusią visų placentinių žinduolių (išskyrus dramblius, skruzdėdas, kirstukus ir jų giminaičius) bendram protėviui. Jie rado, jog primatų genomuose (įskaitant ir žmones) toji seka pakito santykinai nedaug, tuo tarpu graužikų ir karvių atveju tie pokyčiai yra gerokai didesni (žr.pav.).


Mokslo įdomybės