Ученые генетически отредактировали миллион лет эволюции в ДНК мыши: ScienceAlert

Изменение числа хромосом животного может занять миллионы поколений, чтобы произойти в природе в ходе эволюции, и теперь ученые смогли сделать те же самые изменения у лабораторных мышей в мгновение ока.

Новый метод с использованием Стволовые клетки Редактирование генов — большое достижение, и команда надеется, что оно поможет больше узнать о том, как хромосомные перестройки влияют на развитие животных с течением времени.

Именно в хромосомах — цепочках белков и ДНК внутри клеток — мы находим наши гены, унаследованные от наших родителей и смешанные вместе, чтобы сделать нас теми, кто мы есть.

У млекопитающих, таких как мыши и мы, люди, хромосомы обычно идут парами. Есть исключения, как и в случае половых клеток.

Обычно неоплодотворенные эмбриональные стволовые клетки являются лучшим местом для начала вмешательства в ДНК. Однако отсутствие этого дополнительного набора хромосом, предоставляемого сперматозоидом, лишает клетки важного шага в согласовании генов, с помощью которых хромосомы будут помечены как активные для построения тела.

Этот процесс, называемый импринтингом, стал камнем преткновения для инженеров, стремящихся реструктурировать большие части генома.

«Геномный импринтинг часто теряется, а это означает, что информация о том, какие гены должны быть активными, теряется в гаплоидных эмбриональных стволовых клетках, что ограничивает плюрипотентность и генную инженерию». Говорит Биолог Ли-Бин Ван из Китайской академии наук.

«Недавно мы обнаружили, что, удалив три области импринтинга, мы можем создать в клетках последовательный, похожий на сперму паттерн импринтинга».

Без этих трех обычно импринтируемых областей было бы возможно постоянное слияние хромосом. В своих экспериментах исследователи объединили две хромосомы среднего размера (4 и 5) и две самые большие хромосомы (1 и 2) в двух разных направлениях, что привело к трем различным расположениям.

READ  NASA astronauts postpone spacewalks due to debris hazards

Слияние хромосом 4 и 5 было наиболее успешным с точки зрения передачи генетического кода потомству мышей, хотя размножение происходило медленнее, чем обычно.

Одно из первых и вторых слияний не давало потомства мышей, в то время как другое производило потомство мышей, которые были медленнее, крупнее и более беспокойны, чем те, которые были получены в результате слияния хромосом 4 и 5.

По мнению исследователей, снижение фертильности связано с тем, что хромосомы расходятся после выравнивания, чего не происходит естественным образом. Это показывает, что хромосомная перестройка имеет решающее значение. репродуктивная изоляция Неотъемлемая часть способности вида развиваться и оставаться обособленным.

«Лабораторная домашняя мышь сохранила стандартный 40-хромосомный кариотип — или полную картину хромосом организма — после более чем 100-летнего искусственного размножения». Говорит Биолог Чжи-Кун Ли, также из Китайской академии наук.

«Однако в течение более длительных периодов времени изменения кариотипа из-за хромосомных перестроек являются обычным явлением. У грызунов происходит от 3,2 до 3,5 перестроек на миллион лет, а у приматов — 1,6».

Для сравнения: редкие скачки в хромосомных перестройках помогли направить эволюционный путь наших предков. Хромосомы, которые остаются отдельными у горилл, например, объединяются в одну в нашем человеческом геноме.

Эти типы изменений могут происходить раз в несколько сотен тысяч лет. Хотя генетические модификации, сделанные здесь, в лаборатории, были в относительно небольшом масштабе, данные свидетельствуют о том, что они могут иметь некоторые драматические последствия для вовлеченных животных.

Пока еще рано — и это, в конце концов, научное начало, — но тогда может появиться возможность исправить смещенные или деформированные хромосомы в человеческих родословных. Мы знаем, что у отдельных людей хромосомное слияние и транслокации могут привести к проблемам со здоровьем, включая лейкемию у детей.

READ  Этот 5300-летний череп свидетельствует о первой известной операции на ухе.

«Мы экспериментально продемонстрировали, что событие хромосомной перестройки является движущей силой эволюции видов и важно для репродуктивной изоляции, обеспечивая потенциальный путь для крупномасштабной инженерии ДНК млекопитающих». Говорит Мой.

Поиск был опубликован в наук.

Olga Dmitrieva

Любитель алкоголя. Возмутитель спокойствия. Интроверт. Студент. Любитель социальных сетей. Веб-ниндзя. Поклонник Бэкона. Читатель

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Наверх