Naukowcy z Biomedical Sciences Research Center "Alexander Fleming" w Grecji oraz z Trinity College Dublin, otwiera się w nowym oknie w Irlandii zidentyfikowali aż 155 nowych genów, które powstały z małych, niekodujących fragmentów DNA.
Zobacz również:
Według badaczy wiele z nich wydaje się pełnić kluczowe role w naszej biologii, co wskazuje na to, że nowe geny mogą szybko ewoluować i stać się tymi niezbędnymi. Nowe geny powstają zazwyczaj m.in. przez duplikacje, w których przypadkowo wytwarzane są kopie wcześniej istniejących genów, które potem mogą pełnić nowe funkcje.
155 nowych "mikrogenów" miało pojawić się "od zera", w odcinkach DNA (wcześniej nie zawierały instrukcji), które są wykorzystywane do budowy tych cząsteczek. Te sekwencje DNA są trudne do zarejestrowania i zbadania, ponieważ po prostu są zbyt małe, przez co były często pomijane w badaniach. Nikolaos Vakirlis z BSRC Fleming powiedział: - Ten projekt rozpoczął się w 2017 roku, ponieważ byłem zainteresowany nową ewolucją genów i ustaleniem, skąd one mogą pochodzić.
Zespół badawczy stworzył genetyczne drzewo przodków, by porównać te mikrogeny z tymi występującymi u 99 innych gatunków kręgowców, co pozwoliło prześledzić ewolucję genów na przestrzeni milionów lat.
Okazało się, że niektóre z odnalezionych genów można prześledzić aż do "najwcześniejszych dni ssaków", z kolei inne są całkiem nowymi elementami naszego ciała. Jak stwierdzili naukowcy, od czasu podziału człowieka i szympansa, w naszym genomie pojawiły się dwa zupełnie nowe geny.
Zobacz również:
Z kolei po oddzieleniu się wspólnego przodka ludzi i szympansów od goryli, pojawił się inny istotny gen odgrywający jedną z kluczowych ról w budowie tkanki serca. Wskazuje to, że ewoluujące części naszego DNA mogą stosunkowo szybko stać się tymi elementami, które są niezbędne dla naszego organizmu.
W swoim artykule naukowym badacze napisali: "Staraliśmy się zidentyfikować i zbadać przypadki w ludzkiej linii małych białek, które wyewoluowały z wcześniej niekodujących sekwencji i nabyły swoje funkcje natychmiast lub wkrótce potem [...] Jest to podwójnie ważne: dla naszego zrozumienia intrygującego i wciąż w dużej mierze tajemniczego zjawiska narodzin genu, ale także dla naszego uznania pełnego potencjału funkcjonalnego ludzkiego genomu".
Mikroproteiny mają szeroki zakres funkcji od łączenia sił z większymi białkami, po regulowanie ekspresji innych genów. Z drugiej strony niektóre mikroproteiny są po prostu bezużyteczne. Jak powiedział Aoife McLysaght z Trinity College Dublin: - Kiedy zaczynasz wchodzić w te małe rozmiary DNA, są one naprawdę na krawędzi tego, co można interpretować z sekwencji genomu i znajdują się w tej strefie, w której trudno jest stwierdzić, czy jest to biologicznie znaczące.
W nowych badaniach naukowcy usuwali nowe geny w komórkach hodowanych w laboratorium. Okazało się, że pojawiły się defekty wzrostu komórek, co potwierdza, że część nowych genów odkrywa kluczową rolę w utrzymaniu naszych podstawowych funkcji rozwoju.
Zobacz również:
W dalszych analizach zidentyfikowano także, że w trzech nowych genach pojawiły się "znane warianty powiązane z chorobami". Mutacje te mogą sugerować pewien związek z barwnikowym zwyrodnieniem siatkówki, czy z dystrofią mięśniową. Naukowcy nie wiedzą dokładnie, w jaki sposób w niekodującym regionie zachodzi spontaniczne tworzenie nowych genów. Jak mówi McLysaght: - W ludzkim genomie ukrytych jest o wiele więcej funkcjonalnie istotnych rzeczy -. Wyniki badań zostały opublikowane w Cell Reports.
