En abe og en virus:En million år sammen

Et internationalt forskerhold, herunder Vasily Ramensky, en bioinformatikforsker ved MIPTs Genome Engineering Laboratory, har klassificeret de seks arter af afrikanske grønne aber baseret på deres genomer, studeret deres genetiske tilpasninger til simian immundefekt virus (SIV), og producerede et genekspressionsatlas for en af ​​arterne. Resultaterne af undersøgelsen blev offentliggjort i to artikler i Naturgenetik .

Introduktionen af ​​sekventerings- og genomsammenligningsværktøjer markerede begyndelsen på en ny æra inden for dyresystematik, gør det muligt for forskere at opnå større nøjagtighed i at etablere genetisk beslægtethed, hvilket ikke altid afspejles i morfologien. Ved at sammenligne genetisk information, vi kan nu bestemme de artsgrænser, inden for hvilke den genetiske diversitet er den laveste. I dette studie, forskerne afklarede de genetiske forhold mellem arterne af afrikanske grønne aber, også kendt som vervet aber, eller vervets. De identificerede seks arter fra hele Afrika, en fra Barbados, og en fra de caribiske øer Saint Kitts og Nevis. Men genomanalyse er mere end en måde at forfine taksonomier på:Den kan give indsigt i arternes evolution og geografiske fordeling, samt artsspecifikke genetiske lidelser, og meget mere.

Vervet-aber er de ikke-menneskelige primater, der er tættest beslægtet med mennesker. De har længe været en vigtig biomedicinsk model, udbredt i adfærdsforskning, i undersøgelser af resistens over for virusinfektioner, og i vaccineudvikling. Vervets er kendt for at være naturlige værter for SIV, som er en nær slægtning til HIV. Selvom de ofte er inficeret med virussen, SIV gør dem ingen skade:De har udviklet evnen til at leve med virussen og undgå nedbrydning af immunsystemet. I en af ​​de to aviser rapporteret her, forskere analyserer en gruppe vervet abegener, der interagerer med SIV.

Genetisk analyse antydede, at det første møde mellem vervets og SIV fandt sted for omkring en million år siden. Som tiden gik, en original værtsart delte sig i mange, som hver fik sine egne genetiske tilpasninger til SIV. Undersøgelser af de biologiske mekanismer, der er involveret i vært-patogen-interaktioner hos vervet-aber, giver en million års data om at leve med immundefektvirus.

Alle celler i en organisme bærer et identisk sæt gener. Men afhængigt af vævet og organismens alder, celler kan have forskellige sæt aktive, eller udtrykt, gener, der er ansvarlige for proteinsyntese. Vasily Ramensky, der arbejder på MIPT's Genome Engineering Laboratory, slog sig sammen med sine udenlandske kolleger for at skabe et offentligt tilgængeligt kort over genekspression i forskellige væv – inklusive fire hjerneregioner – af 60 forskelligt aldrede vervetaber (Chlorocebus aethiops sabaeus) fra Vervet Research Colony. Sammenlignet med forskning i menneskelige emner, undersøgelser, der involverer ikke-menneskelige primater, giver mere pålidelige og reproducerbare data af flere årsager:levevilkårene, kost, og andre miljøfaktorer er ensartede og kontrollerede. Derudover vævsforberedelse er hurtig og standardiseret. Endelig, den genetiske diversitet er lavere, fordi alle dyr, der lever i en fangekoloni, nedstammer fra en lille fælles forfædrepopulation.

"Takket være hel-genom-sekventering, vi har akkumuleret en masse data om det genetiske materiale hos mennesker og mange nært beslægtede arter, " siger Ramensky, der har en doktorgrad i fysik og matematik og er specialiseret i molekylærbiologi. "Imidlertid, vi ved stadig ikke meget om, hvilke roller gener spiller. Atlaset, vi skabte, giver genekspressionsdata på tværs af syv væv og seks udviklingstrin i vervets. For statistiske genetikere, det vil tjene som et værktøj til at forstå genernes rolle i dyrets liv."

Multivævsgenekspressionsdata for hvert trin i dyrets udvikling vil hjælpe med at bestemme genfunktioner og forstå de funktionelle og udviklingsmønstre, der er forbundet med denne organisme. For eksempel, forskerne har vist en direkte sammenhæng mellem vervets alder og ekspressionen af ​​de gener, der er ansvarlige for udviklingen og ændringerne i to hjerneregioner – nemlig, Brodmann område 45 og kaudatkernen. Ekspressionen af ​​disse gener er blevet forbundet med aldersrelaterede sygdomme.