211service.com
Ny insikt i evolution
Det är en lockande tanke värdig X-Men-inspirerade dagdrömmar: utvecklas vissa av oss, på gott och ont, snabbare än andra? Allt fler bevis tyder på att graden av genetisk rekombination – en av drivkrafterna för mänsklig evolution – varierar mycket mellan individer. Två nya studier kastar ytterligare ljus över den inre funktionen av denna genblandningsprocess, och belyser skillnader i hur män och kvinnor omarrangerar det DNA som de överför till sina barn. Fynden kan hjälpa forskare att förstå störningar som missfall och Downs syndrom, som är kopplade till fel i rekombination.
Genetisk rekombination: När celler delar sig för att producera ägg och spermier, en process som kallas meios, parar sig motsvarande moderns och faderns kromosomer och byter små bitar av DNA. (Parade kromosomer avbildas ovan.) Detta säkerställer en konstant källa till genetisk mångfald, som driver evolutionen.
Under rekombination anpassas motsvarande maternala och faderliga kromosomer inuti celler och byter DNA-bitar. Dessa celler utvecklas så småningom till spermier och ägg, vilket ger framtida avkommor en annan konfiguration av gener än deras föräldrar. Rekombination utgör ett av de mest kraftfulla sätten genom vilka nya kombinationer av genetiska varianter genereras i genomet, säger Kari Stefansson , verkställande direktör för deCODE Genetics, på Island, och senior författare till en av studierna.
Tidigare forskning visar att rekombination ofta är lokaliserad till specifika fläckar på genomet, så kallade hot spots. Vissa människors genom genomgår detta utbyte mer än andras, med tydligen djupgående konsekvenser. 2005 fann Stefanssons grupp på deCODE att kvinnor med högre rekombinationsfrekvens fick fler barn, vilket tyder på att evolutionen har valt molekylära mekanismer som skapar mångfald.
Forskare studerar rekombination genom att jämföra genetisk variation hos föräldrar och deras barn. Nya tekniker för att analysera ett stort antal genetiska variationer, som vanligtvis används för att identifiera gener kopplade till sjukdomar, tillåter nu en mer detaljerad analys av rekombination än någonsin tidigare. (Se gener för flera vanliga sjukdomar hittade.) I en sådan studie, publicerad i torsdags i onlineversionen av tidskriften Vetenskap , genererade forskare från University of Chicago en högupplöst karta över rekombinationshot spots genom att analysera DNA från 725 personer. Volontärerna kom från 82 familjer av Hutterites, en genetiskt liknande grupp europeiska invandrare som bosatte sig i Dakotas på 1800-talet.
Den kartan gjorde det möjligt för forskare att analysera hur specifika hot spots varierade mellan män och kvinnor, och föräldrar och barn. Vissa individer använder vissa hot spots mer än andra, säger Graham Coop , en forskare vid University of Chicago som ledde arbetet. Coop och hans medarbetare fann också att män och kvinnor hade olika rekombinationshastigheter och tenderade att använda olika hot spots för rekombination. Dessutom verkade mönstret för användning av hotspots vara nedärvt. Det tyder på skillnader i rekombinationsmaskineri mellan individer, säger Coop. Han hoppas i slutändan kunna identifiera generna som styr rekombination.
Stefansson och hans kollegor gör just det i en andra studie, som också publicerades i torsdags Vetenskap . Forskarna skannade genomen av 20 000 personer för specifika genetiska variationer kopplade till rekombinationshastighet. De identifierade två variationer inom en gen känd som RNF212 som tillsammans stod för 22 procent och 6,5 procent av faderns respektive moderns variation. Lite är känt om genens funktion.
Överraskande nog hade dessa variationer motsatta effekter hos män och kvinnor: mutationen som ökade rekombinationen hos kvinnor gjorde det motsatta hos män, och vice versa. Fynden tyder på en evolutionär mekanism för att hålla kontroll över genetisk mångfald. Det är viktigt att öka mångfalden, men om det går okontrollerat leder det sannolikt till instabilitet i arvsmassan som kan vara farligt, säger Stefansson. Om du har samma sekvensvariant som påverkar rekombination i en riktning hos män och den andra riktningen hos kvinnor, har du satt ihop en mekanism för att hålla rekombinationshastigheten inom vissa gränser.
Båda studierna belyser den grundläggande grunden för mänsklig evolution, vilket i slutändan kan påverka människors hälsa. Till exempel kan onormal rekombination resultera i missfall. Äldre kvinnor, som har högre frekvens av missfall, tenderar att få barn vars genom visar tecken på högre rekombinationshastighet. En bättre förståelse av mekanismerna bakom denna observation kan så småningom leda till nya fertilitetsbehandlingar.