ژنتیکی ریشه های ترکیبی اختلال

در یک استخر کوچک nestled بین دو آبشار در ایالت ایدالگو, مکزیک, زندگی جمعیت هیبرید ماهی - نتیجه نسل های بسیاری از interbreeding بین کوهستانی و sheepshead swordtails. آزمایشگاه مولی شومر استادیار زیست شناسی در دانشگاه استنفورد بوده است جمع آوری این ماهی برای سال مطالعه تکامل از ارقام است.

"ما فقط متوجه است که هیبریداسیون بر گونه های سراسر درخت زندگی از جمله خود ما گونه های بسیاری از ما حمل ژن از نئاندرتال ها بوده باشیم و گفت:" شومر با اشاره به دو گونه انسان باستانی که interbred با اجداد ما. "درک هیبریداسیون و اثرات مثبت و منفی است که می تواند از ژن های منتقل شده بین گونه های مهم در درک خود ما ژنوم و کسانی که از گونه های دیگر که ما با آن ارتباط برقرار می کنند."

در یک مقاله جدید منتشر شده در مارس 14 به علممحققان با دقت اشاره کردن دو ژن مسئول سرطان پوست است که اغلب توسعه نزدیکی دم نر کوهستانی-sheepshead ارقام. پیدا کردن علائم تنها دومین بار است که ترکیبی اختلال شده است به ترسیم ژن خاص در مهره داران. (تنها مورد دیگر که در آن دانشمندان را تنگ ترکیبی اختلال در مهره داران به تک ژن سطح در یک دیرینه ترکیبی از جمعیت موش ها در اروپا و بستگان خود را.)

مردم به مدت طولانی شناخته شده است که فرزندان از دو گونه مختلف دارند ژنتیکی نقص است. برای مثال قاطر - که خر و اسب ارقام - نابارور هستند. جالب اینجاست که در جهت پیدا کردن ژن های مسئول از جمله اختلالات محققان نیاز به ارقام که جا به اندازه کافی برای نژاد برای چندین نسل پس از اولیه هیبریداسیون. در غیر این صورت قطعه از ژنوم خود را که از این گونه والدین آنقدر بزرگ است که آن را تقریبا غیر ممکن است برای ردیابی تاثیر هر یک ژن است.

این چیزی است که باعث می شود کوهستانی-sheepshead ارقام استثنایی مورد مطالعه است. آنها شده اند interbreeding حدود 45 نسل در نتیجه ژنوم که حاوی تکه های کوچکتر از والدین DNA که آسان تر به بازرسی در یک تک ژن سطح.

"ما شناخته شده در مورد ناسازگاری ژنتیکی بین ژن از دو گونه از 1940s. با وجود که ما نمی دانیم که بسیاری از ژن ها که علت این فعل و انفعالات منفی" گفت: دانیل پاول همکار فوق دکترا در شومر آزمایشگاه و سرب نویسنده این مقاله است. "آزمایشگاه ما به وضوح تعریف شده طبیعی ارقام و ما ژنومی منابع برای هر دو والدین گونه است. این ماهی نشان دهنده یک سیستم منحصر به فرد برای پرداختن به این سوال است."

به منظور در ژن مسئول ملانوم در ارقام محققان برای اولین بار تبدیل توجه خود را به خالص sheepshead swordtails و منشاء ژنتیکی از یک نقطه سیاه و سفید برخی از این ماهی توسعه - که غیر سرطانی یافت اما در همان محل به عنوان ارقام' ملانوم. تجزیه و تحلیل ژنوم نزدیک به 400 فردی ماهی آنها در ارتباط نقطه سیاه و سفید با حضور یک ژن به نام xmrk. پس از آن منجر شود محققان به این نتیجه رسیدند که xmrk نیز بسیار بیشتر در بیان ارقام با ملانوم در مقایسه با کسانی که بدون آن - در دسترس نباشد آن را می تواند توضیح دهد که 75 درصد از کل تنوع در لکه بینی آنها مورد مطالعه در هر دو خالص sheepshead و هیبرید ماهی.

این پژوهشگران همچنین دریافتند که یکی دیگر از ژن به نام cd97 - که برخی از ارقام به ارث می برند از خود کوهستانی حشره ای نیم بال اجداد - تر بود بسیار ابراز کوهستانی swordtails و در ارقام کمتر در sheepshead swordtails. بیشتر شواهد ژنتیکی نشان می دهد که cd97 و xmrk تعامل در برخی از راه برای تولید ملانوم در ارقام.

جالب است بدانید حتی اگر نه ژن مرتبط با سرطان پوست در والدین swordtails گونه آنها هر دو مربوط به سرطان در حیوانات دیگر. در دوری مرتبط با حشره ای نیم بال ترکیبی برای مثال xmrk تعامل با دیگر ژن - نه cd97 - به علت ملانوم و یک ژن مرتبط با cd97 شده است در ارتباط با سرطان در انسان است.

این یافته ها عملکرد گیج کننده تصویر. "ما به پایان رسید تا با رقابت اما متقابلا منحصر به فرد نیست ایده های در مورد هیبرید ناسازگاری و بیماری گفت:" پاول. "ما وام و اعتبار به این ایده که برخی از ژن ها ممکن است در معرض خطر شکستن در گونه های مختلف - است که تعجب آور نیست با توجه به اتفاقی از تکامل است. اما ما نیز باید مدرکی برای این ایده وجود دارد که تنوع ژنتیکی علل اختلالات مشابه."

شومر می گوید: او در زمان یک بیت از یک قمار زمانی که او با تمرکز مطالعات خود را در هیبریداسیون اما او شرط پرداخت است.

"وقتی من شروع دکترا در سال 2011 این واقعا قابل قبول نیست که هیبریداسیون رایج بود در حیوانات. بهترین نمونه های شناخته شده بودند قاطر و مگس میوه. آن شده است یک تغییر و سرگرم کننده زمان به کار بر روی این سوال گفت:" شومر که نویسنده ارشد این مقاله و یک عضو از دانشگاه استنفورد زیستی-X. "آنچه ما وارد کرده اید در حال حاضر بهترین نوع پروژه در علم: یکی که برد راه به سوالات بیش از پاسخ و چرخش شما در یک دسته از جهات مختلف است."

از طریق کار در آینده محققان می خواهید برای کشف کردن که چرا هیبرید swordtails با ملانوم هستند کمتر احتمال دارد به زنده ماندن در طبیعت و در اسارت. آنها همچنین کنجکاو به دانستن همین دلیل بسیاری از این ماهی باید ملانوم - این امکان وجود دارد که زمانی که آن را می آید به همسر, انتخاب زنان ترجیح می دهند مردان با بزرگ سیاه و لکه های تولید شده توسط ملانوم. در حال حاضر آنها به انتظارنشسته بودند تا چند ایده برای درک بیشتر این که آیا ژن های اشتباه در تکرار راه در ارقام و یا اگر چه آنها در بر داشت در xmrk و cd97 است و نزدیک به تصادف است.

###

دانشگاه استنفورد با همکاری نویسندگان این مقاله شامل شومر آزمایشگاه تحقیقاتی Shreya بانرجی و دانیل Blakkan. اضافی نویسندگان از Centro de Investigaciones Cienti?ficas د لاس Huastecas "Aguazarca" A. C.; Texas A&M دانشگاه; دانشگاه; دانشگاه پرینستون; دانشگاه Wu?rzburg; Beneme?ریتا دانشگاه خودکار ؟ noma de Puebla; دانشکده پزشکی هاروارد; Howard Hughes Medical Institute; موسسه گسترده از دانشگاه هاروارد و MIT; دانشگاه کلمبیا و دانشگاه ایالتی تگزاس در سن مارکوس.

این کار بودجه توسط بنیاد ملی علوم این Hagler موسسه مطالعات پیشرفته Howard Hughes Medical Institute, اورآل برای زنان در علم و موسسه ملی بهداشت.

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! مسئول صحت اخبار منتشر شده به EurekAlert! با کمک موسسات و یا برای استفاده از هر گونه اطلاعات از طریق EurekAlert سیستم.