Wissenschaftler untersuchen DNA von ' Entwicklung Canyon " Fruchtfliegen und finden Triebkräfte des Wandels
Wissenschaftler haben lange über die genetischen Unterschiede zwischen Fruchtfliegen , die kaum eine Pfütze auseinander springen in einer natürlichen Umgebung als "Evolution Canyon " in Mount Carmel , Israel bekannt leben verwirrt.
Nun führte ein internationales Forscherteam von Wissenschaftlern mit dem Virginia Bioinformatics Institute an der Virginia Tech in die DNA dieser eng verwandten Fliegen zu entdecken, wie die Tiere in der Lage , sich anzupassen und zu überleben, so nah, aber extrem unterschiedlich , Ökologie spähte .
Ein Grund dafür liegt in einer überraschenden Fülle von repetitiven DNA- Elementen, die bis vor kurzem wurden etwas mehr als unbenutzte Buchstaben in einem Wort -Spiel betrachtet. Die Erklärung wird in den Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht.
" Wir sind gekommen, um zu verstehen , dass nicht alle Wiederholungssequenzen sind Junk- DNA ", sagte Pawel Michalak , außerordentlicher Professor an der Virginia Bioinformatics Institute . "Diese repetitiven Sequenzen werden zunehmend als Agenten der adaptive Änderung erfasst. Wir entdeckten eine größer als erwartete Menge an genetischer Variation in diesen wiederholenden Sequenzen zwischen den Fliegenpopulationen und sah, dass die Variation führte potenziell funktionelle Unterschiede in wichtigen biologischen Prozessen , wie zum Beispiel Stress Widerstand und Gegen . "
Evolution Canyon
Auch bei der Migration , Kreuzungen und Beinahe-Ausrottung ganzer Völker , die Umwelt ist die treibende Kraft in der Obst -fly Genpool in Entwicklung Canyon.
Die beiden Pisten des Canyons sind etwa zwei Fußballfeldern auseinander an ihrer Basis - zwischen 100 m und 400 m - aber der Südhang ist tropisch und kann achtmal erhalten so viel Sonne , während die Nordhang ist dunkler, wie eine europäische Wald.
Tiere genetisch anpassen , je nachdem, ob sie auf dem Trockner, heißer Seite der Schlucht , oder die feuchtere , kühlere Seite leben.
Forscher extrahierten DNA von Fliegen in der Schlucht , dann identifiziert gesammelt und abgebildet wiederholende Muster von dem, was Genomik Forscher fordern " Transposons " - DNA -Sequenzen, die sich spontan ändernde Position innerhalb des Genoms .
Die Wissenschaftler entdeckten, Fliegen von den gegenüberliegenden Seiten der Schlucht genommen zeigte einen signifikanten Unterschied in den Inhalten und den Vertrieb von mobilen Elementen .
Die biologische Funktion dieser Ort - Jumping, sind wiederkehrende Elemente geheimnisvoll.
Sie werden hauptsächlich als angesehen " genomischen Parasiten ," aber in dieser Studie fanden Forscher die mobilen DNA genetische Neuheiten Zu bestimmten bevölkerungs einzigartigen, funktionellen Bereicherungen , die nicht-zufällige und zielgerichtet sind rekrutiert werden.
"Das erste Schocker war die schiere Menge an genetischer Variation aufgrund der Dynamik der mobilen Elemente, einschließlich Codierung und regulatorischen genomischen Regionen , und die zweite war Menge Bevölkerung spezifische Insertionen von Transposons DNA-Elemente ", sagte Michalak . " Rund 50 Prozent der Bevölkerung Einfügungen waren einzigartig. "
Mehr als 65 Prozent der krankheitsverursachenden Gene beim Menschen wird angenommen, daß funktionelle Entsprechungen in der Fliege, wie viele Gene in bestimmten Krebserkrankungen , Alzheimer-Krankheit und Parkinson- Erkrankungen beteiligt sind , Herzkrankheit Und andere Erkrankungen.
Die Entdeckung fügt aktuelle Verständnis der biologischen Vielfalt und der Fähigkeit einer Art , sich anzupassen , um sich schnell verändernden Klimas und anderen Umgebungsbedingungen.
Die Forschung wurde von Wissenschaftlern des Virginia Bioinformatics Institute , Abteilungen der biologischen Wissenschaften und der Fish and Wildlife Conservation an der Virginia Tech , Memorial Sloan- Kettering Cancer Center , und dem Institut für Entwicklung an der Universität Haifa , Israel durchgeführt.
Unterstützung wurde von den Vereinigten Staaten und Israel Binationale Science Foundation und der Ancell Teicher Forschungsgemeinschaft für Genetik und Molekulare Evolution zur Verfügung gestellt.