Zkoumání podivné genetiky hlodavců vyřeší záhadu – a pak se věci stanou ještě podivnějšími

Otevřete Scott Roy’s Bio na Twitteru a uvidíte jednoduchou, ale odhalující větu: „Čím více se toho naučím, tím více se cítím zmatený.“ Nyní může zbytek vědeckého světa sdílet jeho zmatek. Odborný asistent špičkového biologického výzkumu na San Francisco State University, publikovaný počátkem tohoto měsíce v jednom z nejprestižnějších vědeckých časopisů na světě, katalogizoval bizarní a matoucí systém genů u malých hlodavců, který vědci po celá desetiletí ignorovali.

„Toto je v podstatě ten nejpodivnější systém pohlavních chromozomů, jaký věda zná,“ řekl Roy. „Nikdo si to nikdy neobjednal.“ Ale stejně jí to slouží.

Vlastníkem těchto chromozomů je plazivá myš, hrabající se hlodavec pocházející ze severozápadního Pacifiku. Vědci věděli od 60. let, že tento druh má některé podivné geny: počet chromozomů X a Y (svazky DNA Který hraje velkou roli při určování pohlaví) daleko od toho, co by se dalo očekávat u mužských a ženských savců.

Tento objev upoutal Royovu pozornost, když si host, který hovořil na sympoziu v San Francisku, uvědomil, že moderní technologie mohou být schopny vrhnout nové světlo na tajemství skrývající se v DNA myší. Po spolupráci se spolupracovníky na rozpletení genetické historie myší – což podle Roy vedlo k jednomu z nejvíce plně sekvenovaných genomů savců – je příběh ještě podivnější.

Tým zjistil, že chromozomy X a Y splynuly někde v minulosti hlodavců a že se u mužů začal objevovat chromozom X a chovat se jako chromozom Y. Počet chromozomů X se změnil také u samců a samic myší, spolu s menšími kousky DNA vyměňovanými. Mezi nimi. Vědci zveřejnili svá zjištění v Věda 7. května 2021.

Drastické genetické změny, jako jsou tyto, jsou výjimečně vzácné: Roy vysvětluje, že způsob, jakým geny určují pohlaví u savců, zůstává stejný téměř 180 milionů let. „Savci jsou až na několik výjimek trochu nudní,“ řekl. „Než jsme si mysleli, že je něco takového nemožné.“

Jak se tedy geny tohoto skromného hlodavce nakonec promísily? Není snadné odpovědět na tuto otázku, zejména proto, že evoluce je povinna vyvolat nějakou podivnost jednoduše náhodou. Roy je však odhodlán zjistit „příčinu“. Má podezření, že to, co tým našel v genomu myši, je podobné tomu, co se stalo po evoluční bitvě o dominanci mezi chromozomem X a Y.

Roy říká, že k výzkumu by nedošlo bez spolupráce s biology divočiny a ryb v Oregonu, kteří měli plazivý exemplář jedince sedícího v laboratorní ledničce. Také se spojil se skupinou ze Oklahoma State University, když obě skupiny začaly chatovat o plazivých sekvencích DNA, které se šíří online – a obě si uvědomily, že pracují na stejné otázce.

Dalším klíčem byla práce v instituci zaměřené na výuku. Roy říká, že má čas na rozvoj nápadů s kolegy a studenty v San Francisku a může provádět výzkum, kde přesně neví, co najde. „Toto je skvělý příklad biologie, která není založená na hypotézách,“ vysvětlil Roy. Předpokladem bylo, že tento systém byl zajímavý. Vsadím se, že když se na to podíváte více, budou tu další zajímavé věci. “

Nebylo by to naposledy, co Royova laboratoř zlomila končetinu. On a jeho spolupracovníci plánují podívat se na genomy jiných druhů spojených s myšmi, aby zmapovali evoluční cestu, která vedla k tomuto podivnému systému. Zvědavost bude také pokračovat v sekvenování DNA napříč stromem života.

„Tyto podivné systémy nám dávají schopnost začít chápat, proč jsou nejběžnější systémy takové, jaké jsou a proč naše biologie funguje tak, jak to funguje,“ vysvětlil. Ponoříme-li se do nejpodivnějších věcí, které příroda nabízí, možná také lépe pochopíme sami sebe.

Odkaz: „Transformace pohlavních chromozomů a původ X chromozomu u muže v plazící se myš“ Matthew P Cougar, Scott W. Roy, Noelle Anderson, Landen Gosachti, Stacy Perot, Lindsay S Millward, Michelle Kim, Duncan Kilburn, Kelvin J. Liu, Todd M Wilson, Clinton W. Epps, Laurie Disney, Louis A. Ruedas a Polly Campbell, 7. května 2021, Věda.
DOI: 10.1126 / science.abg7019