Vor Drei Jahren, „ultraconserved Elemente“ wurden in den Genomen von Mäusen, von Ratten und von Menschen entdeckt.
Diese sind DNA-Sequenzen 200 falsche Paare in der Länge oder länger -- einige sind über der langen Vertretung von 700 falschen Paaren eine 100-Prozent-Identität unter den drei Spezies. Vor Es sind tadellos seit dem letzten gemeinen Vorfahr von Mäusen, von Ratten und von Menschen konserviert worden, die einigen 85 Million Jahren lebten.
Diese und andere in hohem Grade konservierte Reihenfolgen werden gedacht, mit weniger oder keiner Änderung angedauert zu haben, weil sie unentbehrlich sind und führen arbeitet wesentlich für Entwicklungsfähigkeit oder Wiedergabe durch. Wissenschaftler in der Genomics-Abteilung der Abteilung Nationalen Laboratoriums des Lawrence Berkeley der Energie und des Joint Genome Institute DER DAMHIRSCHKUH legten dar, um diese Hypothese zu prüfen, indem sie vier verschiedene „knockout“ Mäuse, jede ausführten, die ein ausgewähltes ultraconserved Element ermangelt.
Wenn wirklich unentbehrlich, sollten die Mäuse, die ein ultraconserved Element ermangeln, entweder sterben oder nicht imstande sein, lebensfähige Nachkommenschaft zu produzieren. Bemerkenswert wie die Forscher im Punkt Im September 2007 von PLoS-Biologie berichten, zeigten die knockout Mäuse in dieser Studie fast keine schlechten Wirkungen überhaupt.
„Für uns, war dieses ein wirklich überraschendes Ergebnis,“ sagt Nadav Ahituv der Genomics-der Abteilung Berkeley-Labors und des JGI DER DAMHIRSCHKUH, ein menschlicher Genetiker, der das Experiment führte. „Wir erwarteten völlig, die wesentliche Rolle zu demonstrieren diese ultraconserved Elementspiel, indem wir zeigten, was geschieht, wenn sie fehlen. Stattdessen waren unsere knockout Mäuse nicht nur lebensfähig und fruchtbar aber gezeigt keine kritischen Abweichungen im Wachstum, in der Langlebigkeit, in der Pathologie oder im Metabolismus.“
Edward Rubin, Direktor des Joint Genome Institute und der Genomics-der Abteilung Berkeley-Labors, die die Studie verwiesen, sagte, „Viele Wissenschaftler hatte spekuliert, dass der Grund für absolute Identität von Reihenfolgen in den 80 Million Jahren seit Menschen und Nagetieren war auseinander lief, dass diese Reihenfolgen für das Leben entscheidend sind: wenn eine Basis ändert, würde der Organismus sterben, damit ist, warum wir absolut keine Reihenfolgenänderungen in diesen Regionen sehen. Die Ergebnisse dieser Studie zeigen offenbar, dass dieses nicht der Fall ist. Während Ich nicht denke, dass wir feststellen können, dass die Mäuse, die wir mit den ultraconserved Elementen herstellten, die gelöscht wurden, seien Sie normal, können wir sicher feststellen, dass das Vorhandensein der ultraconserved Elemente wird gefordert nicht für die Entwicklungsfähigkeit des Organismus.“
Einige der 481 ultraconserved Reihenfolgen in den Menschen, in den Ratten und in den Mäusen sind codierte Befehlsfolgen, Gene, die für Proteine codieren, aber über der Hälfte, bezeichnet noncoding ultraconserved Elemente, sind nicht. Vorhergehende Studien durch die Berkeley-Laborforscher und ihre Kollegen haben eine wichtige Rolle für diese noncoding Reihenfolgen in der Genregulation vorgeschlagen; weil sie wirken, um den Ausdruck von Genen zu fördern, bekannt sie als „Vergrößerer.“
Für diese Studie wählte das Team speziell vier ultraconserved noncoding Elemente, wahrscheinlich Vergrößerer von nahe gelegenen Genen, die, wenn verändert, zu schwere Entwicklungsabweichungen oder Fruchtbarkeitsstörung führen.
Zum Beispiel hat noncoding ultraconserved Element Nr. 467 (uc467) 731 falsche Paare der Reihenfolge, die unter Menschen, Maus und Ratte identisch sind; es ist eins von den längsten aller ultraconserved Elemente innerhalb unseres Genoms. Uc467 ist wahrscheinlich ein Vergrößerer für ARX, ein Gen, das, wenn defekt in den Mäusen stört, sexuelle Steckerseitenentwicklung und tödliche Gehirnabweichungen verursacht, und in den Menschen verursacht eine große Auswahl von neurologischen und Sexuellentwicklung Störungen.
Unter Verwendung Standard- Maus-genetischtechnik Techniken bereiteten die Forscher vier Zeilen von knockout Mäusen, jedes Baumuster vor, das eins der ausgesuchten ultraconserved Elemente ermangelt.
„Wir wussten, dass die Gene selbst heraus klopfen zu Tödlichkeit oder sexuelle Abweichungen in den Mäusen führt, und manchmal andere Probleme,“ sagt Ahituv. „So erwarteten wir, dass die Mäuse, welche die ultraconserved Reihenfolgen ermangeln, die gedacht werden, um zu regeln, diese Gene ein Ähnliches Ergebnis liefern würden: Tödlichkeit oder Unfruchtbarkeit.“
Anstelle der erwarteten drastischen Ergebnisse jedoch produzierten alle vier Zeilen normale Sänften von gesunden Mäusen. Ihr Gewicht war während 10 Wochen Überwachung normal; die Mäuse wurden für sechs Monate überwacht (und jetzt, sind viele viel länger überwacht worden) und überlebt nicht nur, aber vorwärtsgekommen. Sie wurden zahlreichen klinischen Wertbestimmungen ohne Zeichen der Abweichung unterworfen, und keine beträchtlichen Unterschiede verglichen mit den wild-artigen Bediengeräten.
„Es gibt viel des Beweises, das in hohem Grade Reihenfolgen wahrnehmen wesentliche Aufgaben konservierte,“ sagt Ahituv. „Tatsächlich, noncoding Reihenfolgen ist zu lokalisieren, die durch Entwicklung unverändert gewesen sind, eins des Hauptleitungshilfsmittel-Wissenschaftlergebrauches, wichtige Funktionselemente in einem Genom zu finden.“