
新研究發現,遺傳“暗物質”可能會推動新物種的出現。
這些長期重複的基因組,稱為衛星脫氧核糖核酸這項研究稱,,最終可能通過在混合動力嬰兒中炒染色體來防止不兼容的動物交配。而且,如果來自不同人群的動物無法交配,它們會隨著時間的流逝而分歧,從而導致物種形成。
只有1%在人類基因組中的30億個字母或核苷酸中,有使眼睛顏色和高度等性狀的蛋白質。其他DNA伸展可能會告訴人體,在不同的組織中,在不同組織中打開或關閉基因的蛋白質有多少份。然而,研究的共同作者Madhav Jagannathan說,近10%的人類基因組由長期重複的衛星DNA組成,這些衛星DNA並沒有做任何事情。
“衛星DNA重複量在物種中非常豐富,並且在真核生物,“或用細胞核的生命形式,Jagannathan在一封電子郵件中告訴Live Science。“儘管如此,它們在很大程度上被視為垃圾DNA。 ”
但是,在一個2018年研究當時在馬薩諸塞州理工學院(MIT)的Jagannathan和他的前博士後顧問,也在麻省理工學院的生物學家Yukiko Yamashita發現,這種DNA中的某些DNA起著至關重要的目的:它在細胞的核心內組織了DNA。該研究發現,某些蛋白質會抓住DNA分子,並將其排列在稱為染色體的染色體的密集束中。他們發現,衛星DNA告訴這些抓蛋白如何捆紮和組織染色體。
Jagannathan和Yamashita在7月24日發表在《分子生物學與進化》雜誌上發表的最新研究中,發現了衛星DNA:駕駛形成的另一個角色。該小組正在調查水果般的物種的生育能力果蠅Melanogaster。當研究人員刪除了一個編碼稱為prod的蛋白質的基因,該蛋白質與衛星DNA結合以形成染色體時,散落在細胞核外的蒼蠅的染色體。沒有正確組織染色體的能力,蒼蠅就死了。
Jagannathan說,這很有趣,因為已刪除的蛋白質是獨一無二的D. Melanogaster。這意味著這些快速發展的衛星DNA序列還必須具有與之結合的蛋白質的快速發展。
為了測試這個想法,Jagannathan培育了D. Melanogaster有不同物種的男性的女性,果蠅simulans。不出所料,混合動力車的壽命不會很長。當研究人員研究蒼蠅的細胞時,他們看到畸形的核,DNA散佈在整個細胞中,就像在先前的實驗中刪除POR蛋白時一樣。
那麼,為什麼這意味著衛星DNA可以推動物種形成?團隊懷疑,如果衛星DNA迅速發展,並且兩個生物生成不同的衛星-DNA結合蛋白,它們將不會產生健康的後代。隨著鉻中心結合蛋白和衛星DNA段在不同的種群或物種中的發展不同,這種不兼容可能會很快產生。
為了檢驗這一假設,他們突變了導致父母不兼容的衛星DNA結合基因。當他們將蒼蠅的基因組重寫為兼容時,它們會產生健康的雜種。
Jagannathan懷疑,這種衛星DNA分歧可能是新物種進化的重要因素。他希望進一步的研究能夠測試其與其他物種的混合不相容模型。最終,這項研究可能會導致科學家營救“注定”的雜種,或者出生後長期生存的雜種。這可能為使用雜交作為拯救急性瀕危物種的方法鋪平了道路,例如北部白犀牛,其中只有兩名女性倖存。
最終,這項新的研究證實了Jagannathan的直覺,即衛星DNA有目的。
Jagannathan說:“我認為進化不可能如此浪費。”
最初發表在現場科學上。