کروموزوم Y گاو نر تکامل یافته و وارد گامتها می شود


محققان موسسه Whitehead توالی یابی کروموزوم Y یک گاو نر Hereford را تعیین کرده اند. اعتبار: ریچارد وب / گاو نر ثور Hereford / CC BY-SA 2.0

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 برای بیش از یک دهه انجام شده است ، حاکی از آن است که کروموزوم های Y گاو در تلاش خودخواهانه برای ایجاد مردان بیشتر ، ده ها نسخه از ژن های یکسان تکامل یافته است ، حرکتی که با تعریف کروموزوم X از سوی 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 Y این موجودات را با استفاده از روش تعیین توالی با وضوح بالا به نام SHIMS ، مخفف Single-Haplotype Iperative Mapping and Sequering ، آغاز کردند تا سطحی از جزئیات دیگر تکنیک ها مانند توالی تفنگ را بدست آورند. 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 ، معلوم شد که از نظر ژنتیکی متراکم ترین کروموزوم Y است که تاکنون نقشه برداری شده است – عمدتا به این دلیل که 96 درصد از مواد ژنتیکی آن از توالی های تکراری تشکیل 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 یک مکانیسم خودخواهانه و حتی مضر برای میلیون ها سال در شاخه های مختلف درخت تکاملی 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 مثل این است که وقتی 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.”


تولد یک کروموزوم جنسی مرد در شاه ماهی اقیانوس اطلس


اطلاعات بیشتر:
مطالعه ژنوم (2020) DOI: 10.1101 / گرم 269902.120

تهیه شده توسط موسسه تحقیقات زیست پزشکی وایتهد

نقل قول: کروموزوم Bull Y برای ورود به گامت ها تکامل می یابد (2020 ، 18 نوامبر) ، بازیابی شده در 18 نوامبر 2020 از https://phys.org/news/2020-11-brom-chromosome-evolution-bully -gametes.html

این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به جز هر معامله عادلانه ای به منظور معاینه خصوصی یا تحقیق ، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تولید نیست. این محتوا فقط برای اطلاع رسانی ارائه شده است.




منبع: moshaverh-news.ir

دیدگاهتان را بنویسید

Comment
Name*
Mail*
Website*