Genetikere løser 40 år gammelt dilemma for at forklare, hvorfor duplikerede gener forbliver i genomet

Genduplikation er et fænomen, der opstår, når et segment af DNA duplikeres, hvilket genererer en ny kopi.

For mange duplikerede gener , vil en af ​​kopierne med tiden blive inaktiveret, da den er overflødig i forhold til vores krav. Det er, som om vi har et backup-gen, hvis den originale kopi holder op med at fungere effektivt.

I nogle tilfælde forbliver begge kopier af det duplikerede gen dog aktive .

Dette skaber et dilemma, da det ekstra gen ser ud til at være overflødigt, og evolution vil generelt eliminere alle gener, der ikke giver en fordel for organismen.

Holdet, ledet af Michael Hiller fra Biologisk Institut, har vist, at begge genkopier i mange tilfælde transskriberes aktivt, men ikke på samme tid.

Deres undersøgelse, offentliggjort i Nature Communications , er den første storstilede analyse af duplikerede geners ekspressionsmønstre og giver en forklaring på, hvorfor mange af disse gener bibeholdes på trods af, at de ser ud til at være overflødige.

Hiller og hans team brugte RNA-sekventeringsdata fra flere organismer til at undersøge genekspressionsmønstre i duplikerede genpar .

De fandt ud af, at et gen i mange tilfælde udtrykkes stærkere i visse væv eller udviklingsstadier, mens det andet udtrykkes stærkere i forskellige væv eller stadier.

Dette tyder på, at selvom generne kan have den samme overordnede funktion, har de fået specialiserede roller i forskellige sammenhænge.

Det betyder, at ingen af ​​kopierne bliver overflødige.

Forskerne identificerede også tilfælde, hvor en kopi af genet helt har udviklet en ny funktion .

Dette kan forekomme, når genet erhverver en ny regulatorisk region eller oplever andre mutationer, der ændrer dets adfærd.

Holdets resultater giver en forklaring på, hvorfor en betydelig del af duplikerede gener forbliver i genomet på trods af deres tilsyneladende redundans.

Deres arbejde har vigtige implikationer for forståelsen af ​​udviklingen af ​​genekspression og udviklingen af ​​nye egenskaber i organismer.