211service.com
Frisk indsigt i evolution
Det er en fristende tanke, der er værdig til X-Men-inspirerede dagdrømme: udvikler nogle af os, på godt og ondt, hurtigere end andre? Voksende beviser tyder på, at hastigheden af genetisk rekombination - en af drivkræfterne bag menneskelig evolution - varierer meget mellem individer. To nye undersøgelser kaster yderligere lys over den indre funktion af denne gen-shuffling-proces og fremhæver forskelle i den måde, mænd og kvinder omarrangerer det DNA, som de giver videre til deres børn. Resultaterne kan hjælpe forskere med at forstå lidelser som abort og Downs syndrom, som er forbundet med fejl i rekombination.
Genetisk rekombination: Når celler deler sig for at producere æg og sæd, en proces kaldet meiose, parrer tilsvarende maternelle og faderlige kromosomer sig og bytter små stykker DNA. (Parrede kromosomer er afbildet ovenfor.) Dette sikrer en konstant kilde til genetisk diversitet, som driver evolutionen.
Under rekombination retter de tilsvarende maternelle og faderlige kromosomer sig ind i celler og bytter DNA-bidder. Disse celler udvikler sig til sidst til sæd og æg, hvilket giver fremtidige afkom en anden konfiguration af gener end deres forældre. Rekombination udgør et af de mest kraftfulde midler, hvorved nye kombinationer af genetiske varianter genereres i genomet, siger Kari Stefansson , administrerende direktør for deCODE Genetics, i Island, og seniorforfatter til et af undersøgelserne.
Tidligere forskning viser, at rekombination ofte er lokaliseret til specifikke pletter på genomet, kendt som hot spots. Nogle menneskers genomer gennemgår denne swap mere end andres, med tilsyneladende dybtgående konsekvenser. I 2005 fandt Stefanssons gruppe på deCODE, at kvinder med højere rekombinationsrater fik flere børn, hvilket tyder på, at evolutionen har valgt for molekylære mekanismer, der skaber diversitet.
Forskere studerer rekombination ved at sammenligne genetisk variation hos forældre og deres børn. Nye teknikker til at analysere et stort antal genetiske variationer, almindeligvis brugt til at identificere gener forbundet med sygdom, tillader nu en mere detaljeret analyse af rekombination end nogensinde før. (Se gener for flere almindelige sygdomme fundet.) I en sådan undersøgelse, offentliggjort torsdag i online-versionen af tidsskriftet Videnskab , genererede forskere fra University of Chicago et højopløsningskort over rekombinationshot spots ved at analysere 725 menneskers DNA. De frivillige kom fra 82 familier af Hutterites, en genetisk lignende gruppe europæiske immigranter, som slog sig ned i Dakotas i det 19. århundrede.
Det kort gjorde det muligt for forskere at analysere, hvordan specifikke hot spots varierede mellem mænd og kvinder og forældre og børn. Nogle individer bruger nogle hot spots mere end andre, siger Graham Coop , en forsker ved University of Chicago, der ledede arbejdet. Coop og hans samarbejdspartnere fandt også ud af, at mænd og kvinder havde forskellige rekombinationshastigheder og havde en tendens til at bruge forskellige hot spots til rekombination. Derudover så det ud til, at det mønster af hot-spot-brug var nedarvet. Det tyder på forskelle i rekombinationsmaskineri mellem individer, siger Coop. Han håber i sidste ende at identificere de gener, der styrer rekombination.
Stefansson og hans kolleger gør netop det i en anden undersøgelse, også offentliggjort torsdag i Videnskab . Forskerne scannede genomerne af 20.000 mennesker for specifikke genetiske variationer forbundet med rekombinationshastigheden. De identificerede to variationer inden for et gen kendt som RNF212, der tilsammen tegnede sig for henholdsvis 22 procent og 6,5 procent af faderlig og maternel variation. Man ved kun lidt om genets funktion.
Overraskende nok havde disse variationer modsatte virkninger hos mænd og kvinder: mutationen, der øgede rekombination hos kvinder, gjorde det modsatte hos mænd og omvendt. Resultaterne tyder på en evolutionær mekanisme til at holde kontrol over genetisk diversitet. Det er vigtigt at øge diversiteten, men hvis det går ukontrolleret, vil det sandsynligvis føre til ustabilitet i genomet, der kan være farligt, siger Stefansson. Hvis du har den samme sekvensvariant, der påvirker rekombination i den ene retning hos mænd og den anden retning hos kvinder, har du sammensat en mekanisme til at holde rekombinationshastigheden inden for visse grænser.
Begge undersøgelser kaster lys over den grundlæggende underbygning af menneskelig evolution, som i sidste ende kan påvirke menneskers sundhed. For eksempel kan unormal rekombination resultere i abort. Ældre kvinder, som har højere rater af abort, har en tendens til at få børn, hvis genomer viser tegn på højere rekombinationshastighed. En bedre forståelse af de mekanismer, der ligger til grund for denne observation, kan i sidste ende føre til nye fertilitetsbehandlinger.