บาคาร่าออนไลน์พบกุญแจสู่ความลึกลับของยีนที่พัฒนาอย่างรวดเร็วใน ‘ดีเอ็นเอขยะ’

ปริศนาที่มีมาช้านานในการวิวัฒนาการคือสาเหตุที่ยีนใหม่ บาคาร่าออนไลน์ซึ่งดูเหมือนจะเกิดขึ้นโดยไม่รู้สาเหตุ สามารถเข้าควบคุมหน้าที่ที่จำเป็นสำหรับการอยู่รอดของสิ่งมีชีวิตได้อย่างรวดเร็วการศึกษาใหม่เกี่ยวกับแมลงวันผลไม้อาจช่วยไขปริศนานั้นได้ มันแสดงให้เห็นว่ายีนใหม่บางตัวมีความสำคัญอย่างรวดเร็ว เนื่องจากพวกมันควบคุมชนิดของ DNA ที่เรียกว่าเฮเทอโรโครมาติน เมื่อพิจารณาถึง “ดีเอ็นเอขยะ” แล้ว เฮเทอโรโครมาตินทำหน้าที่สำคัญหลายอย่าง รวมถึงการทำหน้าที่เหมือนเรือนจำที่มีการป้องกันอย่างแน่นหนา: มันกักยีน

 “นักแสดงที่ไม่ดี” ไว้ ป้องกันไม่ให้พวกมันเปิดทำงานและสร้างความเสียหาย

Heterochromatin เป็นหนึ่งใน DNA ที่เปลี่ยนแปลงเร็วที่สุดในร่างกาย ดังนั้นยีนที่ควบคุมมันจึงต้องปรับตัวอย่างรวดเร็วเพื่อให้ทันนักชีววิทยาวิวัฒนาการ Harmit Malik ที่ศูนย์วิจัยมะเร็ง Fred Hutchinson ในซีแอตเทิลและเพื่อนร่วมงานของเขารายงานออนไลน์ในเดือนพฤศจิกายน 10 ในeLife

“งานนี้ถือเป็นก้าวสำคัญ” Manyuan Long นักชีววิทยาด้านวิวัฒนาการจากมหาวิทยาลัยชิคาโกซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการวิจัยกล่าว “มันวิเศษมากที่ได้เห็นบทบาทที่สำคัญของเฮเทอโรโครมาตินในการวิวัฒนาการของยีน”

นักวิทยาศาสตร์ได้บันทึกหลายกรณีของยีนที่ดูเหมือนจะเกิดขึ้นตั้งแต่เริ่มต้น

และทำให้สิ่งมีชีวิตมีความสามารถใหม่ ตัวอย่างเช่น ยีนดังกล่าวในปลาสร้างโปรตีนต้านการแข็งตัวใหม่ แมลงวันอีกตัวหนึ่งเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการบิน

ประมาณหนึ่งทศวรรษที่แล้ว นักวิจัยค้นพบว่ายีนใหม่ไม่เพียงแต่ให้หน้าที่ใหม่เท่านั้น บางอย่างอาจจำเป็นสำหรับการอยู่รอด ในแมลงหวี่แมลงหวี่ Drosophila melanogasterยีน “ใหม่” มากถึงร้อยละ 30 มีความจำเป็น โดยยีนบางยีนที่เกิดขึ้นเมื่อเร็วๆ นี้เมื่อ 3 ล้านปีก่อน ซึ่งเป็นช่วงเวลาที่มีวิวัฒนาการอย่างรวดเร็ว การค้นพบนี้พลิกความเชื่อที่มีมาช้านานว่ายีนที่สำคัญไม่ได้เปลี่ยนแปลงไปมากนักในช่วงวิวัฒนาการ

ทีมของมาลิกได้ตรวจสอบยีนกลุ่มใหญ่ในแมลงวันผลไม้ที่ควบคุมยีนอื่นๆ โดยเปิดและปิดยีนเหล่านี้สำหรับงานต่างๆ ในเซลล์ พบว่าภายในตระกูลของยีน 85 ยีน ยีนที่พัฒนาเร็วขึ้นมีแนวโน้มที่จะควบคุมการทำงานที่จำเป็นสำหรับแมลงวัน อันที่จริง 67 เปอร์เซ็นต์ของยีนที่พัฒนาอย่างรวดเร็วมีความสำคัญเมื่อเทียบกับ 20 เปอร์เซ็นต์ในกลุ่มที่พัฒนาช้ากว่า

“ความเชื่อนั้นตรงกันข้ามอย่างสิ้นเชิงกับที่คุณคาดหวัง” มาลิกกล่าว

ทีมงานพบว่าหนึ่งในยีนที่จำเป็นใหม่ที่เรียกว่าNicknackออกคำแนะนำสำหรับโปรตีนที่จับกับเฮเทอโรโครมาติน แม้ว่ารายละเอียดจะยังไม่ทราบ

เพื่อดูว่าNicknackสามารถทำหน้าที่สำคัญได้เร็วแค่ไหน นักวิจัยได้เปลี่ยน ยีน NicknackในD. melanogasterด้วย ยีน Nicknackในญาติวิวัฒนาการที่ใกล้เคียงที่สุดD. simulans แมลงวันทั้งสองชนิดนี้แยกออกเป็นสองกิ่งของต้นแมลงวันผลไม้เมื่อประมาณ 2.5 ล้านปีก่อน นักวิทยาศาสตร์มักคาดหวังว่า ยีน Nicknackของ S. simulansจะเหมือนกับยีนในD. melanogasterเพราะมันจำเป็นและดังนั้นจึงไม่ได้เปลี่ยนแปลงอะไรมากในช่วงเวลาสั้นๆ (ในแง่วิวัฒนาการ) สองล้านปี .

พวกเขาทดสอบทฤษฎีนี้โดยเปลี่ยนยีนจากD. simulansไปเป็นD. melanogaste r fly โดยคาดหวังว่าหากยีนเหมือนกัน การค้าขายก็จะไม่เกิดผลใดๆ แต่กลับกลายเป็นว่า แมลงวันตัวเมียรอดจากการแลกเปลี่ยนได้อย่างดี แต่ตัวผู้ตายทั้งหมด มาลิกคิดว่าความแตกต่างระหว่างเพศนั้นเกี่ยวข้องกับเฮเทอโรโครมาติน: โครโมโซม Y ประกอบด้วยโครโมโซมจำนวนมาก 

“มันเหมือนกับว่า [ D. ] simulans ‘ [ Nicknack gene] เข้ามาด้วยมือของมันที่ด้านหลัง” Malik กล่าว “มันดีพอที่จะทำหน้าที่ของมันในแมลงวันเพศเมีย แต่ในแมลงวันตัวผู้ซึ่งมีเฮเทอโรโครมาตินกลุ่มใหญ่ มันทำไม่ได้” กล่าวอีกนัยหนึ่ง ยีนจากสปีชีส์หนึ่งไม่ตรงกับยีนของอีกสปีชีส์หนึ่ง

ผลการวิจัยชี้ให้เห็นว่าในช่วง 2.5 ล้านปีที่ทั้งสองสายพันธุ์แยกจากกันD. melanogaster ได้พัฒนา Nicknackรุ่นของตัวเอง นักวิจัยสรุปว่าNicknackต้องมีบทบาทสำคัญในการควบคุมเฮเทอโรโครมาติน และเนื่องจากเฮเทอโรโครมาตินวิวัฒนาการอย่างรวดเร็ว ยีน Nicknackจึงต้องวิวัฒนาการอย่างรวดเร็วด้วย ดังนั้นจึงไม่ล้าสมัย

ต่อไป มาลิกหวังที่จะศึกษาเพิ่มเติมเพื่อทำความเข้าใจหน้าที่ที่แท้จริงของนิคแนค ซึ่งอาจช่วยให้กระจ่างเกี่ยวกับบทบาทของเฮเทอโรโครมาตินในการกำหนดความเร็วและแนวทางการวิวัฒนาการ เขากล่าวว่านักวิทยาศาสตร์เป็นเพียงจุดเริ่มต้นของความเข้าใจในหลาย ๆ ด้านว่า “DNA ขยะ” นี้เป็นอะไรก็ได้ยกเว้นขยะบาคาร่าออนไลน์