Ungewöhnliches Wirbeltier beseitigt Hunderte von Genen früh in der Entwicklung

Es gibt keinen Kiefer auf der Vorderseite dieses Gesichts und alle Gewebe, die Sie sehen, haben Hunderte von wichtigen Entwicklungsgenen gelöscht.Vergrößern / Es ist kein Kiefer auf der Vorderseite dieses Gesichts und all das Gewebe, die Sie sehen, haben Hunderte von Schlüsselentwicklungs gelöscht Gene. Michael Heck, Oregon Fish and Wildlife

Neunaugen sind im Norden und Westen heimische Parasiten Atlantik, die Blut und andere lebenswichtige Flüssigkeiten aus ihren saugen Mitfische. Sie haben den Unterschied, möglicherweise der Erste zu sein zerstörerische invasive Arten in Nordamerika; sie betraten die Great Lakes wurden in den 1830er Jahren durch den Welland Canal und wurden dort seitdem Forellen töten.

Sie haben auch den Unterschied, sich vom Rest abgespalten zu haben von der Wirbeltierlinie sehr früh, ungefähr 550 Million Jahre Vor der Entwicklung der Kiefer. Dies macht Neunaugen nützlich als Modellorganismus zur Aufklärung der Entwicklung verschiedener Wirbeltiereigenschaften. Unsere Studien haben jedoch auch einige seltsame Ergebnisse erbracht Merkmale der Neunauge, einschließlich der Tatsache, dass sie loswerden Hunderte von Genen früh in der Entwicklung.

Neunaugen haben mehrere Eigenschaften, die andere (gekieferte) Wirbeltiere haben nicht, was darauf hindeutet, dass diese Merkmale entweder (a) in unserem vorhanden waren letzte gemeinsame Vorfahrin und von uns verloren oder (b) entstanden seit Neunaugen divergierte von der Kiefer-Wirbeltier-Linie. Eines dieser Merkmale ist eine echte Kuriosität: programmierte Genomumlagerung. Während dessen Dabei werfen Neunaugen etwa 20 Prozent ihres Genoms ab während der embryonalen Entwicklung. Einige Zellen machen das nicht durch verarbeiten, und diese geben die sonst fehlende DNA an weiter eine andere Generation.

Sobald diese Genomumlagerung im Jahr 2009 entdeckt wurde, Wissenschaftler spekulierten, dass die deletierten genetischen Sequenzen sein müssen wichtig für Keimzellen und / oder früh in der Embryonalentwicklung, aber schädlich für reifere Zellen. Aber Neunaugen haben einen hohen Stellenwert repetitives Genom, bestehend aus 99 Chromosomenpaaren in der Keimbahn, Daher war es schwierig, Daten zu sequenzieren, die diese Spekulation bestätigen generieren. Das Genom nach der Deletion wurde 2013 fertiggestellt Das vollständige Keimbahngenom dauerte bis zu dieser Woche.

Der Vergleich der beiden Genome ergab, dass es sich um Hunderte von Genen handelt in der programmierten Genomumlagerung beseitigt. Die menschlichen Versionen von diesen Genen sind an Prozessen beteiligt, einschließlich der Zellteilung, Migration und Adhäsion sowie Engagement für ein spezialisiertes Zustand. Dies sind biologische Funktionen, die in der Tat von entscheidender Bedeutung sind während der Embryogenese aber sehr problematisch für somatische Zellen, wo Sie könnten aggressive Krebsarten fördern.

Außerdem sind die Mausversionen dieser Gene in heruntergefahren embryonale Stammzellen und werden vermutlich daraus freigesetzt später zum Schweigen bringen, wenn sich diese Zellen irgendwann differenzieren Keimbahnzellen. Alle Wirbeltiere müssen diese also irgendwie deaktivieren wachstumsfördernde Gene bei der Reifung aus einem frühen Embryonal Zustand.

Neunaugen tun dies, indem sie die Gene physisch eliminieren, während Mäuse (und wahrscheinlich Menschen) tun dies, indem sie sie zum Schweigen bringen. Es kann sein Vor- und Nachteile für beide Ansätze, so ist das Thema wert weiter suchen. Und es wäre interessant herauszufinden, wie Neunaugen zielen auf bestimmte Gene ab, die gelöscht werden sollen, da dies a sein könnte nützliches Werkzeug für unser genetisches Arsenal.

Nature Genetics, 2018. DOI: 10.1038 / s41588-017-0036-1 (About DOIs).

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