Festdisciplin for springgener

Springende gener, transposoner, er en del af genomet hos de fleste organismer, aggregeret i familier og kan beskadige genomet ved at hoppe. Hvordan værter undertrykker springningen er godt undersøgt. Hvorfor de stadig kan hoppe, er næppe blevet forstået indtil videre. Forskere fra Vetmeduni Wien undersøgte for første gang i alle transposoner af værtsorganismen, hvilke ejendomme og værtsmiljøer, der letter spring. De viste, at familietilhørsforhold er vigtigere end position.

Genomet af en typisk organisme består af mange gener, der er strenget som perler. Denne tilpasning har været overraskende stabil selv over meget lange evolutionære perioder. Ud over disse gener, der er også mange mobile elementer, kaldet parasit, der er spredt over hele genomet og aggregeret i forskellige familier i henhold til deres slægtskab. Disse springgener, transposonerne, nemt kan ændre deres position. Derfor, deres position er ikke blevet evolutionært bevaret. Når de skifter holdning, de kan, for eksempel, hoppe direkte ind i funktionelle gener, som ændrer funktionen af ​​disse gener eller endda inaktiverer dem fuldstændigt. Dermed, værtsorganismer har lært at kontrollere og reducere hop.

Imidlertid, trods alle beskyttelsesforanstaltninger, der kan være massive mobiliseringer af transposonfamilier i stresssituationer. De skal levere specifikke værktøjer (RNA'er) til disse situationer. Men hvad er den afgørende information for at producere disse værktøjer? Forskere fra Institute of Population Genetics ved University of Veterinary Medicine, Wien har nu for første gang vist, at hver transposonfamilie fortolker signalerne i en celle på en anden måde og bruger forskellige strategier til at beslutte, hvornår man skal aktivere værktøjerne til at hoppe i genomet.

Springgener er parasitter

Selvom andelen af ​​transposonsekvenser i organismers genom kan være høj - omkring 45 procent hos mennesker -, de er miskrediteret. Deres springadfærd skader for det meste genomets struktur. Ukontrolleret spredning ville resultere i cellens død. Derfor, fokus for transposonforskning var på strategier, organismer bruger til at undertrykke hop. På trods af disse beskyttelsesforanstaltninger, transposoner hopper under specifikke miljøforhold eller stress. Denne observation viser, at transposoner skal have mekanismer for at undgå denne kontrol. Transposoner har brug for passende værktøjer til at hoppe. Men det er endnu ikke forstået, heller ikke undersøgt i alle transposonfamilier, hvordan produktionen af ​​disse værktøjer er reguleret.

Derfor, undersøgelsen af ​​Ana Marija Jakšic undersøgte i en genom-dækkende analyse, hvordan transposoner bliver forberedt til at hoppe. Til dette formål, forskerne udsatte to forskellige frugtfluepopulationer for forskellige temperaturer. Så kortlagde de sekvenserne af de springende gener, ved hjælp af "næste generation sekventering" metoder. De kunne vise, at næsten alle familier producerer værktøjer, der gør det muligt at hoppe, men omfanget afhænger af to forskellige faktorer.

"Vores undersøgelse har vist, at aktiviteten af ​​transposoner ikke kun afhænger af dem selv, men også af faktorer, som værtscellerne producerer, " forklarede Jakšic. I gensekvensen af ​​transposoner er der et bindingssted for værtsspecifikke faktorer, som positivt regulerer transskriptionen af ​​gener i cellerne. to faktorer samarbejder - det familiespecifikke bindingssted og værtsfaktorerne, der reguleres gennem miljøet og genetisk baggrund. "Da alle medlemmer af en familie har de samme bindingssekvenser, alle kopier af familiemedlemmerne, spredt over genomet, reagere på samme måde på miljøpåvirkninger, " sagde hovedforfatteren.

Partidisciplin for relaterede transponerbare elementer

"Det var vigtigt for os at se, at positionen i genomet ikke har en stærk indflydelse på aktiviteten af ​​en transposon, " sagde sidste forfatter Christian Schlötterer. "Da medlemmerne af en transposonfamilie minder stærkt om hinanden, de deler også de fleste bindingssteder. Det betyder:Når signalet for at hoppe gives, dette påvirker hele familien - festdisciplin i en vis forstand."

Forberedelse til spring kan give værdifuld information, ikke kun om selve transposonerne, men også om virkningerne af positionsændringen. Indsættelsen af ​​springgener er ikke nødvendigvis dårligt for genomets struktur. "Selvom transposoner miskrediteres på grund af deres hovedsageligt skadelige mutagene virkning, deres nye position kan have en positiv indflydelse på nabogener. Dette kan hurtigt føre til funktionelle innovationer. Et meget godt eksempel er resistens mod insekticider i frugtfluer:De blev resistente over for DDT på grund af en springende transposon, " sagde Jakšic.