مناطقی از DNAکه در مغز،به "انسان" شدن کمک می کنند...

                                       

 

ژنوم رمزگذار پروتئین انسان و شامپانزه ،تنها با 1 درصد اختلاف ، به طرز چشمگیری مشابه است. درک ویژگی هایی بیولوژیکی که ما را انسان می کند ،بخشی از یک تحقیق جذاب و بحث برانگیز است. محققان رویکرد جدیدی را برای تعیین دقیق تغییرات انطباقی مخصوص انسان ،در نحوه تنظیم ژن ها در مغز، ایجاد کرده اند.

ژنوم رمزگذار پروتئین انسان و شامپانزه ،تنها با 1 درصد اختلاف ، به طرز چشمگیری مشابه است. محققان در انستیتوی بیوانفورماتیک SIB سوئیس و دانشگاه لوزان برای اولین بار رویکرد جدیدی را برای تعیین دقیق ، تغییر انطباقی خاص انسان ،در نحوه تنظیم ژن ها در مغز اتخاذ کردند. این نتایج چشم اندازهای جدیدی را در مطالعه تکامل انسان ، زیست شناسی رشد و علوم اعصاب باز می کند. این مقاله در Science Advances منتشر شده است.

بیان ژن ، نه توالی ژن

مدت ها است که محققان برای توضیح آنچه انسان را از بستگان میمون خود متمایز می کند ، این فرضیه را مطرح می کنند که نه تنها توالی DNA ، بلکه تنظیم بیان ژن ها (یعنی ژن کی ، کجا و با چه شدت بیان می شود) نقش اصلی را بازی می کند. مارک رابینسون-ریچاوی ، سرپرست تیم تحقیقاتی SIB و یکی از نویسندگان این مطالعه می گوید: "برای اینکه بتوانیم به چنین سوالات دلهره آور پاسخ دهیم ، باید بتوان قسمتهایی از ژنوم را که به اصطلاح" مثبت "انتخاب شده اند ، شناسایی کرد. پاسخ به این سوال مورد توجه بسیاری از افراد علاقه مند به پرسش های حوزه ی تکامل است و همچنین ، می تواند به تحقیقات زیست پزشکی کمک کند ، زیرا یک دید مکانیکی از عملکرد ژن ها ارائه می دهد.

                                       

محققان در SIB و دانشگاه لوزان روش جدیدی ایجاد کرده اند که به آنها امکان می دهد مجموعه بزرگی از مناطق تنظیم کننده ژن در مغز را که در طول تکامل انسان انتخاب شده اند ، شناسایی کنند.

جیالین لیو ، محقق فوق دکترا و نویسنده اصلی این مطالعه توضیح می دهد: "ما برای اولین بار نشان دادیم که مغز انسان در مقایسه با معده یا قلب انتخاب مثبت بیشتری را در طول تکامل  تجربه کرده است واین هیجان انگیز است ، زیرا ما اکنون راهی برای شناسایی مناطق ژنومی که ممکن است در تکامل توانایی های شناختی ما نقش داشته باشند ،داریم! "

برای رسیدن به نتیجه گیری ، این دو محقق مدل های یادگیری ماشین را با داده های تجربی در مورد چگونگی اتصال پروتئین های درگیر در تنظیم ژن به توالی های نظارتی آنها در بافتهای مختلف ترکیب کردند و سپس مقایسه های تکاملی بین انسان ، شامپانزه و گوریل را انجام دادند.

"ما اکنون می دانیم که کدام مناطق انتخاب مثبت کنترل کننده بیان ژن در مغز انسان هستند مارک رابینسون-ریچاوی نتیجه گیری می کند: و هرچه بیشتر در مورد ژن هایی که آنها کنترل می کنند بیشتر بیاموزیم ، درک کاملتری از شناخت و تکامل پیدا خواهیم کرد و زمینه عمل بیشتر برای درک این موارد بیشتر خواهد بود.

انتخاب مثبت: اشاره ای به ارتباط عملکردی جهش

اکثر جهش های ژنتیکی تصادفی نه به ارگانیسم سود می رسانند و نه به آن آسیب می رسانند. این جهش ها با سرعت پایدار انباشته می شوند که نشان دهنده چه میزان از زمان جدایی دو گونه زنده گذشته است. در مقابل ، افزایش سرعت در قسمت خاصی از ژنوم می تواند منعکس کننده انتخاب مثبتی برای جهشی باشد که به یک موجود زنده کمک می کند تا زنده بماند و تولید مثل کند ، که احتمال انتقال جهش به نسل های آینده را بیشتر می کند. عناصر تنظیمی ژن اغلب فقط چند نوکلئوتید طول دارند ، که این مسئله تخمین سرعت شتاب آنها را ،به ویژه از نظر آماری، دشوار می کند.

 

Source:

Materials provided by Swiss Institute of Bioinformatics

دیدگاه خود را بنویسید

دیدگاه پس از تائید مدیریت منتشر می شود.