奇妙な脊椎動物は何百もの遺伝子を取り除く 開発の初期

「その顔の前面に顎はありません、そして、あなたが見るすべての組織は何百もの重要な発達遺伝子を削除しました。」拡大/その顔の前面に顎はなく、すべての あなたが見る組織は何百もの重要な発達を削除しました 遺伝子。マイケル・ヘック、オレゴンの魚と野生生物

海ヤツメウナギは北部および西部に原産の寄生虫です 血液やその他の重要な液体を吸う大西洋 仲間の魚。 彼らはおそらく最初のものであるという区別を持っています 北米の破壊的な侵入種。 彼らは入った ウェランド運河を通る1830年代の五大湖 それ以来ずっとマスを殺している。

彼らはまた、残りから分かれたという区別を持っています 脊椎動物の系統の非常に早い時期、約5億5,000万年 前、顎の進化の前。 これにより、ヤツメウナギが さまざまな進化に光を当てるモデル生物 脊椎動物の特性。 しかし、私たちの研究はいくつかの奇妙なことも明らかにしました 彼らが取り除くという事実を含むヤツメウナギの特徴 開発の初期段階で数百の遺伝子。

ウミヤツメには、他の(顎のある)脊椎動物が持ついくつかの特徴があります これらの特性が(a)に存在することを示唆していない 最後の共有先祖と私たちによって失われた、または(b)ヤツメウナギ以来発生 顎のある脊椎動物の血統から分岐した。 これらの特性の1つは 本当に奇妙なこと:プログラムされたゲノム再配列。 この間 プロセス、ウミヤツメはゲノムの約20%を投棄 胚発生中。 いくつかの細胞はこれを受けません プロセス、およびこれらはそうでなければ行方不明のDNAに渡すことを続けます 別の世代。

2009年にこのゲノム再編成が発見された後、 科学者は、削除された遺伝子配列は 生殖細胞および/または胚発生の初期に重要ですが、 より成熟した細胞に有害です。 しかし、海ヤツメウナギは非常に 生殖系列の99個の染色体ペアで構成される反復ゲノム、 そのため、この推測を確認するデータをシーケンスすることは困難でした 生む。 削除後のゲノムは2013年に完成しましたが、 完全な生殖細胞系ゲノムの完成には今週までかかりました。

2つのゲノムを比較すると、数百の遺伝子が プログラムされたゲノム再配列で排除されました。 ヒューマンバージョン これらの遺伝子のうち、細胞分裂を含むプロセスに関与しているもの、 移行、接着、および専門家へのコミットメント 状態。 これらは、実際に重要な生物学的機能です 胚発生中に体細胞に非常に問題がある 攻撃的な癌を促進する可能性があります。

さらに、これらの遺伝子のマウスバージョンは 胚性幹細胞とおそらくこれから解放されます これらの細胞が最終的に分化する場合、後でサイレンシング 生殖細胞 したがって、すべての脊椎動物は何らかの形でこれらを無効にする必要があります 初期胚から成熟する際の成長促進遺伝子 状態。

ウミヤツメは遺伝子を物理的に除去することでそれを行いますが、 マウス(おそらく人間)は、それらを黙らせることによってそれを行います。 あるかもしれません 両方のアプローチの長所と短所なので、このトピックは価値があります さらに見て。 そして、どのように見つけるのは興味深いでしょう ヤツメウナギは特定の遺伝子を削除対象とします。 私たちの遺伝兵器に持つ便利なツール。

Nature Genetics、2018. DOI:10.1038 / s41588-017-0036-1(約 DOI)。

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