Cornell experter i computational biologi och bioinformatics har gjort nyckel- bidrag till analysen av genom av rhesusapamacaquen som är bättre - bekant, som rhesusaporna härmar.
De Cornell forskarna var delen av en konsortium av några 200 forskare runt om världen vars arbete anmälas i en sakkunnig delar upp av April 13 utfärdar av föra journal överVetenskapen.
Rhesusapamacaquen (Macacamulatta) är physiologically liknande till människor och därför används brett i medicinsk forskning, bestämt i vaccinet som testar och som en modellera för AIDS forskning. Överenskommelse dess genom och, hur den skilja sig åt från det av människor, lovar för att erbjuda nya inblickar in i evolutionen av människor och andra primat och har viktiga implikationer för medicinsk forskning. (se två nedanföra berättelser).
Efter macaquegenom ordnades i 2005, rekryterades extra forskare, däribland ett Cornell lag, för att analysera resultaten. Richard Gibbs av den Baylor Högskolan av Medicinen hade uppsikt över det helt projekterar. Arbetet på Cornell utfördes främst av forskninggrupper under Adam Siepel och Carlos Bustamante, assistentprofessorer av biologisk statistik och computational biologi, med hjälp från Andrew Clark, professor av molekylär biologi och genetik. Att analysera genom som består av 2,9 miljard DNA, basera parar, forskarna använde en hängiven computational biologi samla i en klunga på den Cornell Teorin Centrerar, en supercomputer med 1.234 parallella processorer.
Siepels utstuderade gener för grupp som fanns för att vara vanligt till människor, macaques och schimpanser. (Schimpansgenom ordnades i September 2005.), De identifierade 10.376 gener vars fungerar är åtminstone delvist bekant och sökte efter skillnader, som skulle show hur evolution hade fortskridit.
”För detta pappers-, analyser av denna sort hade fokuserat på människa och schimpans, och de är så nära att den inte är som intressera,” Siepel något att säga. ”Ger macaquen oss som kapaciteten till avkänner känsligare subtilt naturligt val för att pressa.”,
Genom att jämföra gener, som har haft 25 miljon år som ska ändras (som jämfört med det 6 miljon årsmellanrummet mellan människor och schimpanser), kan forskarna lära något om hur och därför de ändringar ägde rum.
Med tiden uppstår minderårigändringar i gener på måfå, ofta, utan att ändra de amino syrorna -- byggande kvarter för protein -- för vilket generna kodar. Siepels grupp använde dessa ändringar som en indikator av, hur mycket slumpmässig ändring bör förväntas över 25 miljon år. Därefter såg de ändringar som skulle kodifierar för en olik amino syra, som kan orsakar en ändring fungerar in och jämförde dessa med det förväntade slumpmässigt klassar av ändring.
”Var de amino syrorna har ändrat mer, än du skulle förväntar att det är möjlighetnaturen har reagerat till något miljö- verkställer,” förklarar Siepel. Till exempel grundar forskarna mest bevisar för realitetval i en gen som kodifierar för keratinen, ett protein som är involverat i bildandet av håraxlar. Kanske är människor mindre håriga, än apor på grund av en forntida klimatförändring eller någon förskjutning i normana av det matta valet, forskarna spekulerar. Andra gener, som verkar för att ha varit utvalda för över åren, inkluderar flera som är involverade i de immunförsvar- och cell-membranet signalerandesystemen.
I genomsnitt har forskarenågot att säga, gener i människan och schimpansgenom evolved snabbare, än i de andra primaten, når att ha justerat för slumpmässigt, klassar av ändring. Och jämförelser med genom av rodents och hundkapplöpning visar att primatgener har evolved snabbare än de i de djur, som delar av den evolutions- treen även tidigare.
Inget grundar några ”stora hjärngener,”, Bustamante skämt. Många fysiologiska skillnader kan kontrolleras av reglerande ordnar, som vänder andra gener 'På/av', honom förklarar, och studien inkluderade inte de ordnar.
Siepels grupp analyserade också gener som dupliceras i flera olika lägen på genom. De zeroed in på en familj av gener som var bekant som PRAME (prioriterat uttryckt antigen av melanom) som är aktivet i cancerceller och verkar för att vara involverade i bildandet av sperma. Människor har 26 åtminstone kopierar. Jämförelsen med musen som genom föreslår, att det fanns en spurt av fördubbling av denna gentidig sort i primatevolution, och jämförelsen med macaquen, visar en annan spurt av att kopiera i både människor, och schimpanser, med den mest stora fördubblingen hos människor och med bevisar för realitetval. Detta föreslår, forskarenågot att säga, att PRAME-familjen har lekt en viktig roll i människaevolution.
Bustamantes utstuderade variationer för grupp inom macaquegenom -- vägen som individer inom arten skilja sig åt i från en another. Fördriva den färdiga genomordnande i viss följd av macaquen gjordes med DNAEN av en singelindivid, for studier av variationsforskare på Baylor den också ordnade delen av genom av 16 andra macaques, åtta från Kina och åtta från Indien, och uppsätta som mål fem regioner av genom för djupare analys, ordnande i viss följd som de regioner i bot specificerar i 47 individer.