พระเจ้าอาร์กติกได้พัฒนาสารป้องกันการแข็งตัวเพื่อความอยู่รอดในน่านน้ำเย็น แต่พวกเขาทำมันผ่านเส้นทางที่ผิดปกติมากกว่าคู่ของพวกเขาในซีกโลกใต้ Valentina Photo/Shutterstock
ปลาอยู่รอดในน่านน้ำที่เย็นมากโดยการผลิตโปรตีนป้องกันการแข็งตัว กลุ่มปลาที่ไม่เกี่ยวข้องสองกลุ่ม - หนึ่งในอาร์กติกหนึ่งในแอนตาร์กติก - สะดุดกับโปรตีนเดียวกันผ่านเส้นทางวิวัฒนาการที่แตกต่างกันซึ่งหนึ่งในนั้นมีนักพันธุศาสตร์ที่น่าประหลาดใจเพราะมันทำสิ่งที่นักวิจัยส่วนใหญ่คิดว่าเป็นไปไม่ได้
มันไม่ใช่เรื่องแปลกสำหรับสายพันธุ์ที่ไม่เกี่ยวข้องเพื่อพัฒนาวิธีแก้ปัญหาเดียวกันกับความท้าทายเฉพาะของธรรมชาติ มันเรียกว่าวิวัฒนาการคอนเวอร์เจนซ์และเป็นเหตุผลว่าทำไมปลาโลมาและอิชไธโทนให้ดูเหมือนเหมือนกันแม้จะมีการแยกออกจากกันในเวลาและสถานที่มากมาย
สิ่งเดียวกันสามารถเกิดขึ้นได้ในระดับโมเลกุลและนำไปสู่คอดอาร์กติกและแอนตาร์กติก notothenioidปลาในการผลิตสารป้องกันการแข็งตัวเดียวกันหรือที่รู้จักกันในชื่อ glycoproteins เส้นทางที่ปลา notothenioid ใช้เป็นที่รู้จักกันมาหลายปีแล้ว“ แต่วิธีที่ปลา codfish ทำอย่างอิสระมันยังคงเป็นปริศนาที่ยั่งยืน”ศาสตราจารย์ Christina Chengของมหาวิทยาลัยอิลลินอยส์ในกคำแถลง-
ยีนมักจะพัฒนาผ่านการจำลองแบบและการกลายพันธุ์ของยีนที่มีอยู่ดังนั้นเฉิงและทีมของเธอค้นหาปลาชนิดอื่น ๆ สำหรับสิ่งที่อาจเป็นบรรพบุรุษของยีน codfish glycoprotein พวกเขาไม่พบอะไรเลย
ปลาคอดบางตัวที่อาศัยอยู่ในน่านน้ำอุ่นขึ้นอย่าผลิตสารป้องกันการแข็งตัวดังนั้นเฉิงจึงเปรียบเทียบจีโนมของพวกเขากับพวกที่ทำ glycoproteins ในการดำเนินการของ National Academy of Sciencesเธอรายงานส่วนผสมที่พบยีนถูกพบใน DNA ที่ไม่มีการเข้ารหัสของปลาค็อดจากน่านน้ำพอสมควร
DNA ที่ไม่มีการเข้ารหัสบางครั้งที่รู้จักกันดีว่า DNA ขยะไม่ได้ผลิตโปรตีนซึ่งครั้งหนึ่งเคยถูกมองว่าเป็นงานทั้งหมดของ DNA บนพื้นฐานนี้จีโนมส่วนใหญ่ถือเป็นผลิตภัณฑ์ขยะที่ไม่เกี่ยวข้อง ในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมาเราได้เรียนรู้ DNA ที่ไม่มีการเข้ารหัสจริง ๆ แล้วมีจุดประสงค์ที่สำคัญในสิ่งมีชีวิตเช่นการเปลี่ยนแปลงการแสดงออกของยีนเพื่อกำหนดว่าพวกเขาผลิตโปรตีนเมื่อใดและเท่าใด
งานของเฉิงเน้นบทบาทอื่นสำหรับ DNA ที่ไม่มีการเข้ารหัสทำหน้าที่เป็นวัตถุดิบซึ่งสามารถสร้างยีนใหม่ได้
การทำยีนจากขยะไม่ใช่เรื่องง่าย “ การพัฒนาในปลาเหล่านี้ที่ทำให้พวกเขามีชีวิตอยู่ในน่านน้ำอาร์กติกน้ำแข็งเกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากเหตุการณ์ที่ไม่น่าจะเป็นไปได้และไม่น่าจะเป็นไปได้” เฉิงพูดว่า-
ผู้เขียนพบว่าส่วนเก้านิวคลีโอไทด์ของ DNA ที่ไม่มีการเข้ารหัสกลายเป็นซ้ำหลายครั้งในบางครั้ง ในกรณีนี้รหัสลำดับที่ยาวขึ้นกรดอะมิโนที่ติดกับผลึกน้ำแข็งป้องกันการเจริญเติบโตของพวกเขาจนถึงจุดที่พวกเขาสามารถทำร้ายปลาได้
อย่างไรก็ตามสารป้องกันการแข็งตัวนั้นไร้ประโยชน์ตราบใดที่มันยังคงอยู่ในเซลล์ที่ผลิต การกลายพันธุ์แบบสุ่มทำให้ glycoprotein ถูกติดแท็กสำหรับการส่งออกจากเซลล์ไปยังเลือดซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นในขณะที่การเปลี่ยนแปลงอื่นทำให้ยีนที่สร้างขึ้นใหม่จะถูกถอดความเป็น RNA เพื่อให้มั่นใจถึงความต่อเนื่อง
เฉิงบอก Iflscience การเกิดขึ้นของยีนที่ใช้งานได้จาก DNA ที่ไม่มีการเข้ารหัส "อาจจะบ่อยกว่าที่เรารู้" เพราะไม่มีวิธีที่ง่ายในการกำหนดฟังก์ชั่น
“ วิวัฒนาการไม่ได้มีประสิทธิภาพ” เฉิงพูดว่า- “ มันเป็นสิ่งที่ต้องทำ”
