Τεράστια τμήματα της βιβλιοθήκης DNA μας αποτελούνται από μη κωδικοποιητικά γονίδια που θεωρούνταν από καιρό «junk DNA». Ωστόσο, πρόσφατα αποτελέσματα έδειξαν ότι αυτά τα κομμάτια DNA έχουν πράγματι πολλούς σκοπούς σε θηλαστικά.
Μερικά βοηθούν στη δημιουργία της δομής στα μόρια του DNA μας, έτσι ώστε να μπορούν να συσκευαστούν τακτοποιημένα μέσα στον κυτταρικό πυρήνα, ενώ άλλα εμπλέκονται Ρύθμιση γονιδίωνΤο Τώρα, ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Νέας Νότιας Ουαλίας στην Αυστραλία ανακάλυψαν έναν άλλο πιθανό σκοπό για αυτές τις μη κωδικοποιητικές οδηγίες, μέσα στα γονιδιώματα των μαρσιποφόρων.
Ορισμένες γενετικές αλληλουχίες που κάποτε θεωρούνταν “σκουπίδια” είναι στην πραγματικότητα μέρη Ιούς Αφηθήκαμε θαμμένοι στο DNA μας από μια μόλυνση σε έναν ξεχασμένο εδώ και πολύ καιρό πρόγονο.
Όταν ένας ιός σας μολύνει, υπάρχει πιθανότητα να αφήσει πίσω του ένα κομμάτι μέσα στο DNA σας, και αν αυτό συμβεί σε ένα ωάριο ή σπερματοζωάριο, θα περάσει στις γενιές. Αυτά είναι γνωστά ως ενδογενή ιικά στοιχεία (EVEs).
Στους ανθρώπους, κομμάτια ιικού DNA σχηματίζονται γύρω του 8% του γονιδιώματοςΤο Μπορούν να παρέχουν μια καταγραφή ιογενών λοιμώξεων μέσω της εξελικτικής ιστορίας μας, όπως η γενετική μνήμη.
«Αυτά τα ιογενή θραύσματα διατηρήθηκαν για κάποιο λόγο». Είπε Παλαιοντολόγος Έμα Χάρντινγκ. «Σε εκατομμύρια χρόνια εξέλιξης θα περιμέναμε να αλλάξει όλο το DNA, ωστόσο, αυτά τα απολιθώματα διατηρούνται και διατηρούνται ανέπαφα».
Για να καταλάβουν γιατί, ο Χάρντινγκ και οι συνεργάτες του έψαξαν για ενδογενή ιικά στοιχεία στα γονιδιώματα 13 ειδών μαρσιποφόρων, συμπεριλαμβανομένου του Ταμάρ Γουόλαμπι (Macropus eugeni), ο τασσμανικός διάβολοςSarcophilus harrisii) και dunnarts με χοντρή ουρά (Sminthopsis crassicaudata).
Βρήκαν ιογενείς λοιμώξεις από τρεις ιογενείς ομάδες – BornaviridaeΚαι Filoviridae, Και Parvoviridae – Σε όλα τα ζώα που λαμβάνονται από αυτά.
«Ένα από τα EVE που βρήκα ήταν από Bornaviridae Η οικογένεια των ιών, η οποία εισήλθε για πρώτη φορά στο DNA των ζώων κατά την περίοδο δεινόσαυροι Όταν οι άγριες μάζες της Νότιας Αμερικής και της Αυστραλίας ήταν ακόμα μαζί, «Χάρντινγκ ΕίπεΤο Bornaviridae Βρίσκεται στα αμερικανικά οπόσουμ καθώς και στα μαρσιποφόρα της Αυστραλίας.
ο Bornaviridae Τα αυτοϊικά στοιχεία ήταν ιδιαίτερα διαδεδομένα και στενά συνδεδεμένα με παρόμοια ιικά απολιθώματα που βρέθηκαν σε πτηνά και ερπετά και όχι σε θηλαστικά πλακούντα όπως εμείς.
“Bornaviridae Προηγουμένως θεωρήθηκε ότι οι ιοί είχαν εξελιχθεί πριν από 100 εκατομμύρια χρόνια, «Harding για να εξηγήσειΤο “Αλλά αυτό που βρήκα σχεδόν σε κάθε ωοθυλακικό DNA που εξετάσαμε το βάζει σε 160 εκατομμύρια χρόνια.”
Παραδόξως, μερικά από αυτά τα αρχαία ιικά θραύσματα εξακολουθούν να μεταγράφονται σε RNA. Συχνά στα κύτταρα, τα αντίγραφα RNA λειτουργούν ως πρότυπα πρωτεΐνης. Αλλά σε αυτή την περίπτωση δεν μεταφράζεται, καθιστώντας το ουσιαστικά ένα μη κωδικοποιητικό RNA.
Αυτό δεν το καθιστά άχρηστο. Το μη κωδικοποιητικό RNA χρησιμοποιείται για μια σειρά κυτταρικών λειτουργιών, συμπεριλαμβανομένης της ρύθμισης της μεταγραφής RNA μεταξύ άλλων γονιδίων.
Ο Tamar Walabi είναι ένας από τους τύπους σπουδών. (Hussein Anf/Unsplash)
Είναι αξιοσημείωτο ότι αυτός ο τύπος RNA είναι επίσης γνωστό ότι χρησιμοποιείται για πολλές κυτταρικές λειτουργίες, συμπεριλαμβανομένης της ρύθμισης του σχηματισμού RNA, και είναι επίσης γνωστό ότι συμβάλλει στην ανοσολογική άμυνα κατά των ιών στα φυτά και ασπόνδυλαΤο Οι νυχτερίδες διαθέτουν επίσης μια μεγάλη αποθήκη αυτών των απολιθωμένων ιικών θραυσμάτων και είναι πολύ γνωστές για την ατυχής ικανότητά τους να επιβιώνουν ενώ μεταφέρουν θανατηφόρους ιούς που μολύνουν τα περισσότερα άλλα θηλαστικά.
Εξετάζοντας τα κοάλα πιο λεπτομερώς, οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι μερικά από τα στοιχεία EVE μεταγράφηκαν πραγματικά σε μικρά μόρια RNA που είναι γνωστό ότι είναι αντιιικά σε ασπόνδυλα.
“Αυτό υποδηλώνει μια ελκυστική δυνατότητα για το αμυντικό σύστημα RNA, το οποίο προηγουμένως θεωρούνταν ότι είχε εγκαταλειφθεί σε θηλαστικά υπέρ του συστήματος ιντερφερόνης, παραμένει ενεργό και προστατεύει τα ωοθυλακικά κύτταρα”, έγραψαν ο Harding και οι συνεργάτες του στο άρθρο τους. μικροβιολογία ΑυστραλίαΤο
Δεδομένου ότι τα μαρσιποφόρα περνούν τον περισσότερο χρόνο ανάπτυξης μέσα στη θήκη της μητέρας τους, μερικά γεννιούνται πριν ακόμη αναπτύξουν οστά, πόσο μάλλον αυτό. Το ανοσοποιητικό σύστημα είναι πλήρως λειτουργικόΤο Έτσι, αυτός ο τύπος αντιιικής άμυνας θα μπορούσε να είναι κρίσιμος για μια νεαρή εγκυμοσύνη, πιστεύει η ομάδα.
“Αυτό θα μπορούσε να είναι ένας παρόμοιος μηχανισμός με τον εμβολιασμό αλλά κληρονομείται από γενιά σε γενιά. Διατηρώντας έναν ιικό λάκκο, το κύτταρο ανοσοποιείται έναντι μελλοντικών λοιμώξεων”, Είπε Harding.
“Εάν μπορούμε να διαπιστώσουμε ότι εμφανίζεται σε μαρσιποφόρα, θα μπορούσε επίσης να συμβεί σε άλλα ζώα, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων”.
Αυτός ο ερευνητής δημοσιεύτηκε στο εξέλιξη του ιούΤο