کروموزوم Y گاو نر برای ورود به سلولها تکامل یافته است – ScienceDaily


در مطالعه جدیدی که 18 نوامبر در ژورنال منتشر شده است مطالعه ژنوم، دانشمندان از آزمایشگاه عضو موسسه Whitehead ، دیوید پیج ، اولین توالی کامل با وضوح بالا در کروموزوم Y گاو نر Hereford را ارائه دادند. این مطالعه که بیش از یک دهه است در حال انجام است ، حاکی از آن است که کروموزوم های Y گاو نر در تلاش خودخواهانه برای ایجاد مردان بیشتر ، ده ها نسخه از ژن های یکسان را تکامل داده اند ، حرکتی که با کروموزوم X زن مخالف است.

پیج ، که همچنین استاد زیست شناسی در انستیتوی فناوری ماساچوست و محقق در انستیتوی پزشکی هوارد هیوز است ، گفت: “هنگامی که شما کروموزوم های X و Y داشته باشید ، این یک وضعیت درگیری است.” “دیدن این رشد کامل گاو X و Y به معنای آن است که باید عمیق تر در مورد این درگیری به عنوان یک ویژگی ثابت و مشترک کروموزوم های جنسی در پستانداران فکر کنیم.”

پیج افزود ، این درک از نیروهایی که رفتار و تکامل کروموزوم های جنسی را کنترل می کنند ، به دانشمندان در آزمایشگاه پیج کمک می کند تا تفاوت های ژنتیکی بین زنان و مردان و نحوه رشد آنها در سلامتی و بیماری در هر قسمت از بدن را بررسی کند.

از موش ، مرد و گاو

کروموزوم های جنسی – X و Y – از حدود 200 میلیون سال پیش از یک جفت کروموزوم متقارن تکامل یافته اند. ماده های متولد شده از نظر بیولوژیکی دارای دو کروموزوم X هستند. مردان متولد شده از نظر بیولوژیکی دارای یک X و یک Y هستند.

آزمایشگاه پیج کروموزوم Y انسان را با موفقیت توالی یابی کرد و سپس محققان خواستند توالی را با آنالوگهای حیوانات دیگر مقایسه کنند تا به درک چگونگی تکامل و واگرایی آنها در طول زمان کمک کنند.

برای انجام این مقایسه ها ، محققان آزمایشگاه پیج لیستی از چندین پستاندار – از جمله شامپانزه ها ، پوسوم ها و موش ها – را ارائه دادند که شاخه های مختلف درخت خانواده پستانداران را اشغال کرده است. دانشمندان یک به یک توالی یابی این موجودات را با استفاده از یک روش توالی با وضوح بالا به نام SHIMS ، مخفف Single-Haplotype نقشه برداری و توالی یابی ، برای بدست آوردن سطحی از جزئیات سایر تکنیک ها ، مانند توالی ، آغاز کردند. تفنگ ، نمی تواند

پیج گفت: این فناوری قدرتمند توالی ، به محققان این امکان را می دهد که یک ویژگی عجیب از کروموزوم های Y را مشاهده کنند: در بعضی از گونه ها ، تقریباً تمام مواد ژنتیکی Y از توالی DNA تشکیل شده است که ده ها یا صدها بار تقویت شده اند – “مانند یک تالار آینه”.

به عنوان مثال ، در موش ها ، تکرار فقط چند ژن خاص بیضه تقریبا 98٪ از کروموزوم Y را تشکیل می دهد. با این حال ، در انسان ، عود فقط حدود 45 درصد است. پیج گفت: “ما می خواستیم دریابیم كه آیا این فقط یك ویژگی جوندگان است یا كروموزوم های Y دیگر می توانند نزدیك شوند.”

اینجا گاو نر آمد. جنیفر هیوز ، محقق آزمایشگاه پیج و اولین نویسنده مقاله ، گفت: “به غیر از پستانداران و جوندگان ، شاخه بعدی درخت پستاندار شامل یک گاو نر است.” “ما نمی دانستیم که آیا کروموزوم Y گاو نر شبیه یک موش Y یا یک Y انسان است یا کاملاً چیز دیگری است.”

اعدام گاو نر (داده های توالی)

بیش از یک دهه طول کشید تا آزمایشگاه و کارکنان پیج در مرکز تعیین توالی ژن انسانی در کالج پزشکی بیلور ، انستیتوی ژنوم مک دونل در دانشگاه واشنگتن ، تگزاس A&M و سایر موسسات باعث تحریک پیچیدگی کروموزوم گاو نر Y شوند. در حقیقت ، تراكم ترین ژن ها در هر كروموزوم Y نقشه برداری شده مشخص شد – بیشتر به این دلیل كه 96٪ ماده ژنتیكی آن از توالی های مكرر ساخته شده است.

همانند موش ، به نظر می رسد بیشتر تکرارهای “سالن آینه” گاو نر در بیضه ها بیان شده است. اما این سوال همچنان باقی بود: چرا؟ “چه چیزی باعث می شود که نتواند فقط اسپرم بیشتری تولید کند ، زیرا خیلی زیاد است ، درست است؟” هیوز گفت. “شما برای انجام این کار واقعاً به صدها نسخه ژن نیاز ندارید.”

محققان هنگام بررسی دقیق کروموزوم X گاو ، سرنخی یافتند: کروموزوم جنسی زن نیز دارای چندین نسخه از این ژن های خاص بیضه است. “ما در واقع مکانیسم گاو نر را نمی دانیم ، اما فکر این است که به نوعی تقویت این ژن ها در Y مربوط به کمک به انتقال Y است – و نسخه های X تقویت می شوند تا با این روند رقابت کنند و به X کمک کنند “هیوز گفت.

آزار و اذیت خودخواهانه

نشان داده شده است که این مسابقه تسلیحاتی XY در موش ها رخ می دهد: از برخی جهات ، ژن های تکرار شونده در کروموزوم Y یک مزیت اضافی هنگام ورود به اسپرم در هنگام تشکیل گامت ایجاد می کنند. در مطالعه ای در سال 2012 ، محققان تکرارهای کروموزوم Y را از بین بردند. بدون وجود ژن های اضافی ، تعداد کروموزوم X بیشتری نسبت به Y در نهایت در نطفه وجود دارد و نسبت جنسی فرزندان مخدوش می شود. در طی سالهای تکامل ، X نیز تکرارهایی را ایجاد کرده است – روش خودش برای بلند کردن پا در مسابقه.

هیوز گفت ، رقابت بین کروموزوم های X و Y خودخواهانه است ، زیرا داشتن نسبت جنسی مخدوش برای گونه ها خوب نیست. بنابراین ، این تغییرات فقط برای کروموزوم خوشبختی که وارد تخمک بارور می شود مفید است. این واقعیت که مکانیسم خودخواهانه – و حتی مضر – برای میلیون ها سال در شاخه های مختلف درخت تکامل دوام خواهد داشت ، نشان می دهد که این درگیری ها ممکن است یک اثر جانبی اجتناب ناپذیر از حضور یک جفت کروموزوم جنسی نامتقارن باشد. پیج گفت: “این مسابقات تسلیحاتی XY احتمالاً به اندازه پستانداران به طول انجامید.”

گذشته از تئوری تکامل ، دانش در مورد مکانیسم های کنترل نسبت جنسیت گاوها ممکن است در سالهای آینده کاربرد عملی داشته باشد. هیوز گفت: “این امر می تواند مورد توجه پرورش دهندگان واقع شود زیرا آنها دوست دارند بتوانند جنسیت فرزندان گاو را دستکاری کنند.” “به عنوان مثال ، دامداران بیشتر زنان و تولید کنندگان گوشت بیشتر مردان را ترجیح می دهند.”

این آزمایشگاه در حال کار بر روی شاخه های درخت تکاملی خود بر روی کروموزوم Y است. گاو نر هفتمین کروموزوم جنسی است که به طور کامل با روش SHIMS توالی یابی می شود. هیوز ، پیج و آزمایشگاه اعضای دیگر گروه های حیوانی ، از جمله خزندگان را نیز مشاهده کردند.

پیج گفت: “آزمایشگاه ما بر روی تفاوت های جنسیتی در بدن انسان متمرکز است و همه این کارها واقعاً با الهام از درسهایی است که با مقایسه کروموزومهای Y حیوانات مختلف با بدن خود آموخته ایم.” “این مانند وقتی است که شما به یک گالری هنری می روید و فقط روی یک نیمکت می نشینید و احساس الهام می کنید – این سکانس ها منبع الهام بی پایان برای کاری است که ما انجام می دهیم. و اکنون می توانیم یک گاو نر به گالری خود اضافه کنیم.”


منبع: packge-news.ir

Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>