A Stanford kutatói rendszert fejlesztenek ki az evolúciós mechanizmusok helyszíni tesztelésére

A Stanford kutatói rendszert fejlesztenek ki az evolúciós mechanizmusok helyszíni tesztelésére
A Stanford kutatói rendszert fejlesztenek ki az evolúciós mechanizmusok helyszíni tesztelésére
Anonim

STANFORD, Kalifornia – Az evolúciós biológia mindig is komoly akadállyal szembesült – hogyan lehet tesztelni egy olyan folyamatot, amely több ezer, ha nem millió éven keresztül zajlik. A Stanford Egyetem kutatói találhattak megoldást. A genetikai mutációkat és az evolúció mögött meghúzódó lehetséges mechanizmusokat évtizedek óta tanulmányozzák laboratóriumi állatokon – mondta David Kingsley, PhD, a fejlődésbiológia professzora és a Howard Hughes Medical Institute kutatósegéd. A kihívás az volt, hogy megtaláljuk azt az eszközt, amellyel a tudósok által igaznak ismert dolgokat a laboratóriumban alkalmazni lehet a természeti rendszerekre.A Nature folyóiratban december 20-án megjelent cikkben Kingsley és csapata azt javasolja, hogy egy kis tüskés hal, az úgynevezett háromtüskés pálcika, és a hal kromoszómáinak génkapcsolati térképe, amelyet a csapat dolgozott ki, lehet az evolúciós eszköz. biológusoknak volt szükségük.

Kingsley szerint a kulcs az volt, hogy találjunk két olyan populációt, amelyek a laboratóriumban tenyésztett egerekkel és patkányokkal ellentétben olyan tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyek természetesen fejlődtek ki, és mégis keresztezhetők.

"Két fajra volt szükségünk, amelyek meglehetősen közelmúltban különböztek egymástól, határozott morfológiai különbségekkel rendelkeznek, gyorsan növekedtek és könnyen laboratóriumban tarthatók" - mondta Kingsley. Kingsley szerint az is fontos volt, hogy találjunk két fajt, amelyek életképes utódokat hozhatnak létre a laboratóriumban még akkor is, ha a vadonban természetesen nem párosodnának. A csoport célja az volt, hogy olyan térképet dolgozzanak ki az öröklődési mintákról, amelyek megmutatják a gének közötti kapcsolatokat egyik generációról a másikra. Kingsley szerint ez egy olyan rendszer, amelyet laboratóriumban tenyésztett egerek genetikai vizsgálatára használnak, de olyan rendszert akart kifejleszteni, amely tesztelheti az öröklődési mintákat, a mutációkat és végső soron a természetes populációk evolúciójának hátterében álló mechanizmusokat.

"Ez egy ősrégi vita része" - mondta Kingsley. "Az evolúció végtelenül kicsi, nagyon sok gént érintő genetikai változásokon keresztül megy végbe, vagy kisebb számú génhez kapcsolódó, nagy hatású változásokon keresztül?" Kingsley szerint a laboratóriumban a hangsúly a nagy hatású egyetlen génmutáción van, de hogyan vonatkozik ez a természetes evolúcióra? Kingsley és csapata két pálcikapopuláció genetikai architektúrájához fordult néhány válaszért.

"A pálcikákat az tette annyira vonzóvá, hogy nemcsak molekuláris és genetikai szempontból feleltek meg a kritériumainknak, hanem ökológiájukat és viselkedésüket sok más kutató is széles körben tanulmányozta" - mondta Kingsley.

A hal genomjának génkapcsolati térképének kidolgozása érdekében Kingsley csapata először olyan jelölőrendszert tervezett, amely lehetővé teszi számukra, hogy generációról generációra kövessék a különböző gének öröklődési mintáit.A markerek segítségével a csapat két populációt keresztezett – egy partközeli gerinctelen fajt és egy nyíltvízi planktonnal táplálkozó fajt. Több generáción keresztül követték az öröklődési mintákat, és kidolgoztak egy genomszintű génkapcsolati térképet. Ezt követően a térkép segítségével elemezték a két populációban bekövetkezett számos evolúciós változás genetikai alapját, mint például a páncélok mennyiségét, a kopoltyúgereblyézők számát és a bottalp tüskéinek hosszát.

Kingsley azt mondta, hogy számos párhuzamot találtak a hagyományos laboratóriumi genetika és az általuk vizsgált tulajdonságok között a pálcikapopulációkban. Például sok jellemző a fő kromoszómarégiókra vezethető vissza – jelezve, hogy az evolúció nagy hatású változásokon keresztül is végbemehet, nem csak kis változások sorozataként. Eredményeik azt is jelzik, hogy a testrégiók genetikai szabályozása modulárisnak tűnik. Az első háti gerinc hosszát szabályozó gének például a második háti gerinc hosszát szabályozó génektől eltérő kromoszómarégiókban helyezkednek el.Ez nem meglepő, mondta Kingsley, mert követi az egér csontváz fejlődésének genetikai szabályozására vonatkozó korábbi megállapításokat. Amint azt bárki, aki Legóval játszik, tanúsíthatja, a moduláris karosszériatervezés nagymértékben megnöveli a dizájn módosításának lehetőségeit az idő múlásával.

"A projekt célja egy olyan rendszer kifejlesztése volt, amely lehetővé teszi, hogy a molekuláris genetikáról a laboratóriumban ismereteket bemutassuk, és elkezdjük alkalmazni az evolúcióelméletben és az ökológiában" - mondta Kingsley. A kezdeti eredmények azt sugallják, hogy ezek a halak már felhasználhatók a gerincesek evolúcióját irányító mechanizmusok részletes genetikai vizsgálatára.

A dokumentum további szerzői közé tartozik az első szerző, Catherine Peichel, PhD, a Howard Hughes Orvosi Intézet és a Stanfordi Fejlődésbiológiai Tanszék kutatója, valamint Kirsten Nereng, PhD, Kenneth Ohgi, PhD, Bonnie Cole és Pamela Colosimo, PhD, a Stanford Fejlődésbiológiai Tanszékről, Alex Buerkle, PhD, a Wisconsini Egyetem (Eau Claire) Biológiai Tanszékéről és Dolph Schluter, a British Columbia Egyetem Zoológiai Tanszékének és Biodiverzitási Központjának munkatársa.

Népszerű téma

Érdekes cikkek
Rólunk
Olvass tovább

Rólunk

A fishcustomaquariums.com webhelyről

Kapcsolatok
Olvass tovább

Kapcsolatok

A fishcustomaquariums.com oldal elérhetőségei

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei
Olvass tovább

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei