Las Bajas de genes establecidos desde hace tiempo contribuyen a la evolución humana

Mientras Que se entiende bien que la evolución de nuevos genes lleva a las adaptaciones que ayudan a especie a sobrevivir, la baja del gen puede también permitir una ventaja selectiva.

Un grupo de científicos en la Universidad de California, Santa Cruz llevó por el Dr. David Haussler ha investigado esta idea menos-estudiada, realizando el primer análisis de cómputo sistemático para determinar los genes establecidos desde hace tiempo que se han perdido a través de millones de años de evolución que llevaban a la especie humana. Sus conclusión aparecen en la aplicación del 14 de diciembre la Biología De Cómputo de PLoS.

Haussler y cinco otros en su grupo-postdoc Jingchun Zhu, los estudiantes de tercer ciclo Zack Sanborn y Craig Lowe, la Marca técnica Diekhans del jefe de proyectos, y el biólogo evolutivo Tom Pringle-Son co-autores en el papel.

“La idea que las bajas del gen pudieron contribuir a la adaptación se ha golpeado con el pie alrededor, pero no receptor de papel estudiado,” dijo a Zhu, que es primer autor del papel. “Encontramos tres ejemplos en la literatura, y todos podrían tener implicaciones médicas.”

Para encontrar bajas del gen, Zhu empleó un programa informático llamado TransMap que Diekhans había desarrollado. El programa comparó el ratón y los genomas humanos, explorando para los genes que tenían cambios bastante importantes para hacerlos no funcionales en alguna parte durante 75 millones de años desde la divergencia del ratón y del ser humano.

“Éste es el primer estudio diseñado para explorar el genoma entero para la baja reciente de los genes que no tienen ninguna copias del cercano-duplicado a otra parte en el genoma,” dijo a Haussler. “Éstas son probables ser las bajas más importantes del gen.”

Los Genes se pueden perder en gran medida. Este estudio se centró en las bajas causadas por las mutaciones que rompen el bastidor de lectura abierto (mutaciones ORF-que rompen). Éstos son cualquier mutaciones de punta, donde las acciones tales como la inserción o la substitución de una base de la DNA alteran las instrucciones entregada por la DNA, o los cambios que ocurren cuando una porción grande de un gen se suprime en conjunto o se mueve a un nuevo lugar en el genoma.

“Utilizamos el genoma del perro como fuera-grupo para filtrar fuera positivos falsos,” Sanborn explicamos, porque el perro divergió de nuestro antepasado común antiguo anterior que el ratón. “Si un gen todavía está viviendo en perro y ratón pero no en ser humano, vivía probablemente en el antepasado común y después perdido en el linaje humano.”

Usando este proceso, determinaron 26 bajas de los genes establecidos desde hace tiempo, incluyendo 16 que no eran sabidos previamente.

Los candidatos de la baja del gen encontrados en este estudio no representan un filete completo de las bajas del gen de genes establecidos desde hace tiempo en el linaje humano, porque el análisis fue diseñado para producir más falsos negativos que positivos falsos.

Compararon Después los genes determinados en los genomas completos del ser humano, chimpancé, macaco de la India, ratón, rata, perro, y el oposum para estimar el periodo de tiempo el gen era funcional antes de que fuera perdido. Esto refinó la sincronización de la baja del gen y también sirvió como una prueba patrón para si el gen en la pregunta era establecido desde hace tiempo, y por lo tanto probablemente funcional, o simplemente baja de una copia redundante del gen. Con este proceso, encontraron 6 genes que fueron perdidos solamente en el ser humano.

Una baja previamente desconocida, el gen para acyltransferase-3 (ACYL3), cogió determinado su atención. “Ésta es una proteína antigua que existe en el árbol de la vida entero,” dijo a Zhu. Las copias Múltiples del gen ACYL3 se codifican en los genomas de la mosca y del tornillo sin fin. “En el clade mamífero hay solamente una copia dejada, y en alguna parte a lo largo de la evolución del primate, que la copia fue perdida.”

“En nuestro análisis, encontramos que este gen contiene una mutación de absurdo en ser humano y chimpancé, y aparece todavía parecer funcional en macaco de la India,” dijo a Sanborn. Además, encontraron que la mutación no está presente en el orangután, así que el gen sigue siendo probablemente funcional en esa especie.

“En el árbol evolutivo el llevar al ser humano, en la ramificación entre el chimpancé y el orangután sienta el gorila,” Sanborn explicado. Saber si el gen fuera todavía activo en gorila estrecharía hacia abajo la sincronización de la baja.

Sanborn llevó el laboratorio mojado para ordenar la región correspondiente en una muestra de la DNA de un gorila. La serie de la DNA del gorila mostró el gen intacto, sin la mutación, así que la baja ocurrió probablemente entre el speciation del gorila y el chimpancé.

“Acyltransferase-3 no era el único gen perdido que no tiene ningunos cerca los homólogos funcionales en el genoma humano. Un punto culminante de nuestra investigación era que podíamos encontrar un filete de estas bajas del huérfano del `,'” dijo a Zhu. “Algunas de ellas han sido funcionales por más de 300 millones de años, y eran las copias pasadas dejadas en el genoma humano.”

Mientras Que que siguen habiendo las copias de estos genes en el genoma humano aparecen ser no funcionales, las copias funcionales de todos existen en el genoma del ratón.

“Estos genes huérfanos pueden ser candidatos interesantes a los biólogos experimentales a explorar,” dijo a Zhu. “Sería interesante descubrir cuál era el efecto biológico de estas bajas. Una Vez Que su función se caracteriza bien en las especies que todavía tienen copias activas, podríamos especular quizá sobre sus efectos sobre la evolución humana.”

http://www.plos.org

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