Bilim İnsanları Büyümeye Bağlı Bir Gende İnsanlık Tarihinin Parıltılarını Görüyor
içinde bir kağıt Bilim Gelişmeleri insan büyüme hormonu reseptör geninin evrimine odaklanır.
Yeni bir çalışma, insan büyüme hormonu reseptör geninin evrimini ve işlevini araştırıyor ve insanlığın geçmişindeki hangi güçlerin bu hayati parçadaki değişiklikleri tetiklemiş olabileceğini soruyor. DNA.
Araştırma, birden fazla yoldan, genin kısaltılmış bir versiyonunun – GHRd3 olarak bilinen bir varyantın – kaynakların kıt veya öngörülemez olduğu durumlarda insanların hayatta kalmasına yardımcı olabileceğini gösteriyor.
Bulgular 24 Eylül 2021’de yayınlandı. Bilim Gelişmeleri.
İşte çalışmanın anlattığı hikaye: GHRd3 yaklaşık 1-2 milyon yıl önce ortaya çıktı ve muhtemelen modern insanların atalarında olduğu kadar Neandertaller ve Denisovalılarda da genin ezici bir şekilde baskın versiyonuydu.
Ardından, “Yaklaşık 50.000 yılda, bu varyant daha az yaygın hale geliyor ve bu varyantın sıklığında, incelediğimiz Doğu Asya popülasyonları arasında büyük bir düşüş var, burada tahmin edilen alel frekansının %85’ten %15’e düştüğünü görüyoruz. son 30.000 yılda” diyor Buffalo’daki Üniversite evrimsel biyolog Ömer Gökcümen. “Yani soru şu hale geliyor: Neden? Bu varyant geçmişte tercih ediliyor muydu ve son zamanlarda evrimsel açıdan gözden düştü mü? Yoksa gözlemlediğimiz şey, genomların karmaşıklığı arasında sadece bir an mı?”
Araştırma, GHRd3’ün işlevi hakkında, bu evrimsel değişikliklerin neden meydana geldiğini açıklamaya yardımcı olabilecek, varyantın beslenme stresiyle başa çıkmada yararlı olabileceğini gösteren yeni bilgiler sağlar.
UB Fen Edebiyat Fakültesi’nde biyolojik bilimler doçenti olan Doktora Gökcümen, “Bu varyantın, insan evriminin çoğunda olduğu gibi, açlık dönemlerinin olduğu yerlerde faydalı olduğunu düşünüyoruz” diyor. GHRd3’ün yakın insanlık tarihindeki azalan önemi ile ilgili olarak, “Belki de son 50.000 yıldaki hızlı teknolojik ve kültürel gelişmeler, GHRd3’ü geçmişte bu kadar avantajlı kılan kaynaklardaki bazı dalgalanmalara karşı bir tampon oluşturmuştur.”
Norveç Yaşam Bilimleri Üniversitesi’nde görev süresi araştırmacısı ve Gökcümen’in UB’deki laboratuvarında eski bir doktora sonrası araştırmacı olan PhD, Marie Saitou, “GHRd3 ilginç çünkü insanlar arasında sizinle benim aramda değişkenlik gösteren çok yaygın bir silmedir” diyor. “Normalde, bu tür önemli temel genler insandan insana değişmez ve hatta diğer hayvanlarda bile yüksek oranda korunur.”
Çalışma Saitou tarafından yönetildi; Biyoloji bilimlerinde yakın zamanda UB mezunu olan ve şu anda UB’deki Jacobs Tıp ve Biyomedikal Bilimler Okulu’nda biyomedikal bilişim alanında doktora sonrası araştırmacı olan Skyler Resendez, PhD; Xiuqian Mu, MD, PhD, UB’deki Jacobs Okulu’nda ve Ross Göz Enstitüsü’nde oftalmoloji doçenti; ve Gökcümen. Uluslararası bir ortak çalışan ekibi, bir genetik varyantın karmaşık tarihini ve işlevini anlamak için gelişmiş popülasyon genetiği yöntemlerini bir fare modelindeki araştırmalarla birleştiren bu çalışmada perspektiflere katkıda bulundu.
GHRd3’ün olası işlevlerine yakından bakış
Büyüme hormonu reseptör geni, vücudun büyüme hormonuna tepkisini kontrol etmede önemli bir rol oynar ve büyümeye yol açan süreçleri aktive etmeye yardımcı olur.
Bilim adamları, genin evrimsel tarihini incelemek için birçok modern insanın yanı sıra dört arkaik hominin – dünyanın farklı bölgelerinden üç Neandertal ve bir Denisovalı – genomlarına baktılar. (Dördü de GHRd3 varyantına sahipti.)
Ekip ayrıca GHRd3’ün modern işlevlerini de araştırdı. Örneğin, araştırmacılar, GHRd3 varyantının, şiddetli yetersiz beslenmeye maruz kalan ve hayatta kalan bir grup çocukta daha iyi sonuçlarla ilişkili olduğunu buldular.
Ek olarak, fareler üzerinde yapılan çalışmalar, GHRd3’ün vücudun gıda kıtlığına tepkisini düzenlemeye yardımcı olduğu fikrini destekledi. Çalışma, varyantı olan erkek farelerin, gıdaya erişimi azaltan farelerle bazı biyolojik benzerliklere sahipti – beslenme stresinden kurtulmada faydalı olabilecek özellikler.
Bilim adamları GHRd3’lü erkek fareleri düşük kalorili bir diyete yerleştirdiğinde, hayvanlar 2 aylıkken varyantı olmayanlara göre daha küçüktü. Bu, daha küçük vücutların daha az yiyeceğe ihtiyacı olduğundan, beslenme stresi zamanlarında faydalı olabilir. GHRd3’ün etkileri dişilerde o kadar belirgin olmadığı için, varyantı taşıyan erkek ve dişi fareler, düşük kalorili bir diyetteyken aynı boyutta oldular (genellikle erkekler dişilerden önemli ölçüde daha büyüktür).
“Çalışmamız, ortak bir genetik varyantın cinsiyete ve çevreye özgü etkilerine işaret ediyor. Farelerde, Ghrd3’ün kalori kısıtlaması altında erkek karaciğerlerinde düzinelerce genin ‘dişi benzeri’ bir ifade modeline yol açtığını gözlemledik, bu da potansiyel olarak gözlemlenen boyut küçülmesine yol açar, “diyor Saitou.
“Zaten daha küçük olan dişiler, vücut ağırlığını kaybederlerse olumsuz evrimsel sonuçlardan zarar görebilirler. Bu nedenle, beslenme stresine yanıtı etkileyebilecek bir genetik varyantın cinsiyete özgü bir şekilde evrimleştiği makul ve aynı zamanda çok ilginç bir hipotezdir” diyor.
Resendez, “İnsan popülasyonlarındaki yaygınlığına rağmen, bu benzersiz genetik silinme başka hiçbir canlı türünde gözlemlenmedi” diyor. “Bu ders çalışmayı zorlaştırıyor. Bununla birlikte, bilimsel gelişmeler artık bize genomları hedeflenen bir şekilde düzenleme yeteneği veriyor. Bu, etkilerini kontrollü bir şekilde yakından gözlemleyebilmemiz için silme işlemini içeren bir fare modeli oluşturmamızı sağladı.”
Gökcümen, “İnsanın hikayesini tüm dağınık ihtişamıyla anlatmak için eski genomlardan, gen düzenleme teknolojilerinden ve gelişmiş matematiksel yaklaşımlardan elde edilen verileri birleştirmenin artık mümkün olduğu, insan evrimi üzerine araştırma yapmak için heyecan verici bir zaman” diyor.
Referans: Marie Saitou, Skyler Resendez, Apoorva J. Pradhan, Fuguo Wu, Natasha C. Lie, Nancy J. Hall, Qihui Zhu tarafından “Cinsiyete özgü fenotipik etkiler ve insan büyüme hormonu reseptörünün eski bir polimorfik silinmesinin evrimsel tarihi” , Laura Reinholdt, Yoko Satta, Leo Speidel, Shigeki Nakagome, Neil A. Hanchard, Gary Churchill, Charles Lee, G. Ekin Atilla-Gökcumen, Xiuqian Mu ve Omer Gökcümen, 24 Eylül 2021, Bilim Gelişmeleri.
DOI: 10.1126 / sciadv.abi4476
Gökcümen, Mu, Resendez ve Saitou’ya ek olarak, çalışmanın yazarları arasında UB Kimya Bölümü’nden G. Ekin Atilla-Gökcümen ve Apoorva Pradhan; UB Oftalmoloji Bölümünden Fuguo Wu; Baylor Tıp Fakültesi’nde Natasha Lie ve Nancy Hall; Jackson Genomik Tıp Laboratuvarında Qihui Zhu; Charles Lee, Xi’an Jiaotong Üniversitesi, Genomik Tıp için Jackson Laboratuvarı ve Birinci Bağlı Hastanede; Bar Harbor’daki Jackson Laboratuvarı’nda Laura Reinholdt ve Gary Churchill; SOKENDAI’de Yoko Satta; University College London ve Francis Crick Enstitüsü’nden Leo Speidel; Trinity College Dublin’de Shigeki Nakagome; ve Ulusal İnsan Genomu Araştırma Enstitüsü’nden Neil Hanchard.
Araştırma, ABD Ulusal Bilim Vakfı tarafından desteklendi; BrightFocus Vakfı; Her ikisi de ABD Ulusal Sağlık Enstitüleri’nin bir parçası olan Ulusal Göz Enstitüsü ve Ulusal Yaşlanma Enstitüsü; UB’de Biosciences (CLIMB) programında İşbirlikçi Öğrenme ve Entegre Mentorluk; Doris Duke Hayırsever Vakfı; ve ABD Tarım Bakanlığı Tarımsal Araştırma Servisi; Xi’an Jiaotong Üniversitesinin İlk Bağlı Hastanesi; ve Sir Henry Wellcome bursu.
.
Gelişmelerden zamanında haberdar olmak için Google News’te Bilim Portal’a ABONE OLUN