研究显示移动和转座的基因的传播元素

今天,一个路易斯安那州立大学研究小组由马克Batzer,遗传学家,与世界各地的30合作者提出新的研究杂志上科学令人惊讶的遗传多样性以及共性在六个不同物种的非洲狒狒可供选择。

研究成果提供更多的流动性的证据种类和连续移动和转座的遗传元素的扩散。

狒狒(Papio)被发现在整个非洲大陆,从西部到东部和南部。他们像狗的鼻子,令人印象深刻的牙齿和厚厚的皮毛,范围广泛的颜色之间的六种,橄榄,黄色,大狒狒,有点、几内亚和狒狒。它们的栖息地不同热带稀树草原和正在热带森林和山脉。大狒狒狒狒,最大的高达100磅,甚至发现在喀拉哈里沙漠,而邻近的狒狒,最小的30磅左右,保持水附近。大多数生活在大部队数十或数百个成员。虽然大多数狒狒也,狒狒有雄性和雌性交配与多个合作伙伴,狒狒狒狒,也被称为神圣的狒狒,只生活在一个男和多个单位女性。

在今天在《科学》杂志上发表的一篇论文,题为“全基因组Coancestry揭示了古代和最近的男性化网状狒狒的细节,“研究显示狒狒之间惊人数量的基因混合物种,也可能发生在早期人类的东西。马克Batzer,博伊德博士和教授玛丽卢Applewhite杰出路易斯安那州立大学的生物科学教授;杰西卡仓库保管员博士Batzer前在路易斯安那州立大学的学生,现在研究的科学家;和路易斯安那州立大学研究助理Jerilyn沃克都为研究做出了贡献。在一起,他们分析了移动或“转座”225年样本基因元素狒狒从19个人地理网站。

“每个人都认为他们的基因组是非常稳定的,这是完全错误的,”Batzer说。“一半以上的基因组是流体性质和绕在个人之间,两代人之间和种群。这个移动基因组的一部分,或mobilome,提供了重要的线索如何与另一个不同的物种,它们是如何不同,当两个人共享一个共同的祖先。”

Whole-genomic测序已经彻底改变了遗传多样性的数量和细节提供给研究人员的研究。在路易斯安那州立大学的研究人员以前看着几百移动元素或“跳跃基因”,主要的Alu和L1类型,他们现在能够分析计算超过200000个元素,证实了先前的研究和扩展。更广泛的研究财团包括全球30多个合作者和杰弗里•罗杰斯是由分子和人类遗传学副教授贝勒医学院。

科幻小说“有问题,当我开始在这个领域现在非常平易近人,“Batzer说。“我们还带回这个基本问题,”一个物种甚至是什么?“当我还是一个年轻的科学家,这意味着生殖隔离;来回不交换基因,和个人从不同物种形成杂交不育。整个概念的演变,我们现在看到的是免费来回交换基因,在古代和最近。换句话说,没有孤立的物种基因的线性轨迹变化。”

移动、转位因子导致所有基因突变的一个子集被称为结构的遗传变异,最重要的一个类型的基因突变。因此,移动元素负责一些遗传多样性,但并不是所有的差异。他们的活动或运动,也是物种之间的变量,包括在不同的时间。目前狒狒在“快进”,猩猩,例如,几乎停顿。人类是介于两者之间。

“你可以说移动元素,如Alu和L1基因军备竞赛或竞争在基因组内,“Batzer说。“移动元素试图扩大数量,而扩张的基因组施加控制,所以元素不“泛滥”的基因组,导致如此多的破坏可能杀死宿主。一些移动元素是病毒的远房亲戚,所以一些控制系统相同的控制病毒的传播。”

之间明显的相似之处,比如两个人相同的物种,可以令人惊讶的大量的遗传多样性,伪装成一个狒狒可以有基因显示,差不多跟狒狒从一个不同的物种。研究人员还可以显示,第一次在非人类的灵长类动物,黄色的狒狒在坦桑尼亚西部收到了来自三个不同的基因输入lineages-yellow,橄榄油和有点。

“这是我们第一次看到三个不同的物种造成的起源,并完成细节,“Batzer说。“这些高分辨率数据集允许我们从观察得出更准确和详细的结论我们。”

狒狒和人类分享相同的DNA的91%左右。虽然人类已经相对少量的变化,狒狒基因更为多样化。更大的移动元素称为线元素,如L1,随身携带酶机械,帮助他们和小Alu元素动员和驱动改变哺乳动物(L1)和灵长类动物(Alu)。

移动和转座的元素本身是多样化和有效地“鬼混”所有灵长类动物的基因组,包括人类,以及其他物种。他们影响基因组的过程被称为插入突变,转导和重组。跟踪插入,Batzer的特色,提供了两种优势建立共享或单独的祖先。首先,移动元素的存在在基因组中特定位置代表身份下降;精确匹配的概率附近没有共同的祖先是微不足道的。插入第二,可以追溯到他们第一次出现的位置,从而建立祖先遗传性格状态和明确支持物种关系。

“我们现在认为移动元素的最大驱动力影响基因组,而不只是在灵长类动物中,但在许多哺乳动物和许多非哺乳类系统,“Batzer说。

接下来,路易斯安那州立大学的研究小组将调查最近的动员和基因组的影响确定转座因子在南美的灵长类动物。

参考:Sørensen EF,哈里斯RA,张L, et al。全基因组coancestry揭示了古代和最近的男性化网状狒狒的细节。科学。2023,380 (6648):eabn8153。doi:10.1126 / science.abn8153

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