Koşan kurtlar, uçan yarasalar ve yüzen yunusların pek az benzerliği var gibi görünüyor. Ancak bu çok farklı hayvanlar, genomlarının tam yüzde 10’unu paylaşan en az 240 memeli türü (insanlar dahil) arasındadır. Bu keşif içerir 400.000’den fazla daha önce hiç tanımlanmamış DNA uzantısı bu muhtemelen genlerin – proteinleri kodlayan genetik materyalin bölümleri – gerçekte nasıl çalıştığını kontrol ediyor. Yeni analiz edilen bölgeler, bugün yayınlanan makalelerde vurgulanmıştır. Bilim 240 memeli genom dizisini doğrudan karşılaştırmak için ilk çabayı detaylandırıyor. adlı bir işbirliğinden yeni veritabanı Zoonomiayrıca bazı memelilere kış uykusu veya kilometrelerce öteden koku alma yeteneği gibi olağanüstü yetenekler veren DNA kodunun parçalarını da tanımladı.
Şimdiye kadar, memeli genomlarını inceleyen çoğu çalışma, bir hayvan türünün genomunun nasıl bir araya geldiğini ve nasıl evrimleştiğini anlamak için insan genomunu referans olarak kullanıyordu. Ancak bu ölçüm çubuğu, yalnızca insan DNA dizilimlerinin bir hayvanınkine benzer olması durumunda yararlıdır. Kış uykusu gibi belirli insan dışı adaptasyonlara veya özelliklere sahip hayvanlarda, insanlarla genetik benzerlikler olmayabilir.
Bu sorunu aşmak için Massachusetts Institute of Technology ve Harvard Üniversitesi’nin Broad Enstitüsü’nden genom bilimciler Elinor Karlsson ve İsveç’teki Uppsala Üniversitesi’nden Kerstin Lindblad-Toh liderliğindeki Zooonomia projesindeki düzinelerce araştırmacı, 240 memelinin genom dizilerini topladı. insanlar ve iki tür evcil köpek de dahil olmak üzere türler. Onlar ve işbirlikçileri, bunları tüm genomları birbiriyle karşılaştıran bir algoritma aracılığıyla yürüttüler.
Genomları bu şekilde hizalamak, araştırmacıların türler arasındaki benzerlikleri ve farklılıkları, bu türler yalnızca uzaktan akraba olsalar bile tespit etmelerini sağladı. Örneğin, bazı yarasa türleri ayılar gibi kış uykusuna yatarken, diğer yakından ilişkili yarasa türleri kış uykusuna yatmaz. Genom dizilimi, yalnızca ayılar, kış uykusundaki yarasalar ve diğer kış uykusuna yatanlar arasında paylaşılan DNA bölgelerini ortaya çıkardı. Bu bölgeler, sıcaklık düzenlemesi, metabolizma ve hasarlı nöronların onarımı ile ilgili genleri içeriyordu.
Araştırmacılar ayrıca güçlü bir koku alma duyusuna sahip hayvan türleri arasında da benzerlikler buldular. Kemirgenlerin, kokuları toplayan olfaktör reseptör proteinleri için en fazla gene sahip olma eğiliminde olduklarını buldular. Ancak en iyi koku alan kemirgen olan Orta Amerika agutisi bile, diğer üç türden daha az koku alma genine sahipti. Afrika savana fili, 4.199 koku alma geniyle tüm hayvanlar arasında en fazlasına sahip olanıdır. Araştırmacılar ayrıca, yalnız yaşayan hayvanların, grup halinde yaşayanlara göre daha fazla koku alma genine sahip olma eğiliminde olduklarını da bulmuşlardır. Bunun nedeni, yalnız hayvanların uyarılar için bir refakatçi ağına güvenemedikleri için avcıları ve avları algılamak için daha iyi yeteneklere ihtiyaç duymaları olabilir.
Karşılaştırılacak 240 genoma sahip olmak, araştırmacıların memeli türlerinde DNA kodunun hangi bölgelerinin aynı olduğunu görmelerini sağladı. Bu korunmuş bölgeler, memelilerin hayatta kalması için muhtemelen çok önemlidir çünkü memeliler, evrimleri boyunca onları yanlarında tuttu.
Daha önceki bazı tahminler, insan genomunun yüzde 3 kadar küçük bir kısmının diğer tüm memelilerinkine benzediğini öne sürmüştü. Ancak Zooonomia ekibi benzerlikleri araştırdığında, insan genomunun yüzde 10,7’sinin memeli yurttaşlarımıza benzer göründüğünü buldu. Ve dikkat çekici bir şekilde, bu korunmuş bölgelerin sadece yüzde 20’si, proteinleri kodlayan genlerin parçalarında bulunuyordu. Korunan alanların çoğu, farklı genlerin nasıl kapatılacağını veya açılacağını veya ne kadar aktif hale getirileceğini etkileyebilecek kromozomun diğer alanlarındaydı. Bu sözde düzenleyici öğeler, gen ifadesini çeşitli şekillerde etkileyebilir: örneğin, hücresel makinenin bir gene bağlanmasına ve sonuçta daha fazla protein oluşturmasına yardımcı olmak için bir DNA sarmalını bükebilirler.
Araştırmacılar, açıklamasız intergenik kısıtlı bölgeler (UNICORN’ler) olarak adlandırdıkları 423.586 potansiyel düzenleyici unsur buldular. Bunların çoğu, deri gelişimi gibi hayvanların çevreleriyle etkileşim biçimini ve değişime uyum sağlama yeteneğini etkileyen genlerin yakınında bulunur. Lindblad-Toh, UNICORN’ların henüz anlaşılmamış şekillerde gen düzenlemesini neredeyse kesinlikle etkilediğini söylüyor.
Bu UNICORN’lar, yüzbinlerce insan genomunu derinlemesine inceleyen büyük bilimsel işbirlikleri tarafından bile daha önce hiç tanımlanmamıştı. “Mükemmelliğe ihtiyacımız yoktu; Birbirimizle karşılaştırmak için çok sayıda türe ihtiyacımız vardı,” diyor Karlsson.
Araştırmaya dahil olmayan Stanford Üniversitesi’nden gelişimsel biyolog David Kingsley, genomları hizalamanın, bir türün genetiği ve biyolojisi hakkında, her türü ayrı ayrı incelemekten çok daha fazlasını ortaya çıkarabileceğini söylüyor – en azından ilk adım olarak. “İnsanlar tarafından yapılan deneylerden çok daha kapsamlı olan tüm bu doğa deneylerinden yararlanıyor” diyor. Biyologların bu bilgiyi, türlerin davranışlarını ve adaptasyonlarını tanımlamada önemli olan düzenleyici DNA’yı daha da derinlemesine araştırmak için kullanacaklarını umuyor.
Karlsson, şu anki zorluğun, genetik benzerliklerini daha iyi belirlemek için hayvan türlerinin fizyolojisini ve davranışını daha iyi anlamak olduğunu söylüyor. “Birinin kış uykusuna yatıp yatmadıklarını ve beyinlerinin ne kadar büyük olduğunu öğrenmek için 240 türü incelemesi gerekiyor” diyor. O ve Lindblad-Toh, veri tabanına daha fazla primat genomu eklemeyi planlıyor, bu da insanların nasıl evrimleştiğini daha iyi belirlemelerine olanak sağlayacak. Ancak en önemli bulguların, diğer araştırmacılar en sevdikleri türlerin genetiğini incelemeye başladığında ortaya çıkacağını söylüyorlar. Çoğu memelinin genomu tam olarak sıralanmadığından, özellikle de genlerin içinde olmayan kısımlar, Zooonomia veri tabanı birçok boşluğu doldurabilir ve bilim insanlarının yeni sorular sormasına olanak tanır.
Araştırmaya dahil olmayan Utah Üniversitesi’nden evrimsel bir genom bilimcisi olan Nathan Clark, “Yarattıkları gerçekten harika bir kaynak” diyor. Veritabanının, kendisi gibi belirli bir türle veya uzun ömür, inanılmaz görüş ve yüksek irtifalarda yaşama yeteneği gibi özelliklerle ilgilenen gruplar için yararlı olacağını söylüyor. Clark, “Bu sadece başlangıç,” diyor.
Kaynak : https://www.scientificamerican.com/article/what-makes-a-mammal-423-000-newly-identified-dna-regions-guide-our-genes/