Zmena počtu chromozómov zvieraťa by mohla v prírode počas evolúcie trvať milióny generácií – a teraz sa vedcom podarilo urobiť podobné zmeny na laboratórnych myšiach mihnutím oka.
použitie novej technológie rodičovská bunka A úprava génov je veľkým úspechom a tím dúfa, že odhalí viac o tom, ako môžu chromozomálne preskupenia ovplyvniť spôsob, akým sa zvieratá časom vyvíjajú.
Práve v chromozómoch – v reťazcoch proteínov a DNA vo vnútri buniek – nachádzame svoje gény, ktoré sú zdedené od našich rodičov a zostavené tak, aby z nás urobili to, kým sme.
U cicavcov, ako sú myši a my ľudia, sú chromozómy zvyčajne spárované. Existujú výnimky, napríklad v pohlavných bunkách.
Neoplodnené embryonálne kmeňové bunky sú zvyčajne najlepším východiskovým bodom pre manipuláciu s DNA. Nedostatok dodatočnej sady chromozómov poskytovaných spermiou však zbavuje bunky dôležitého kroku v interakcii, ktoré gény, v ktorých chromozómoch by boli aktívne označené, aby vykonávali prácu pri budovaní tela.
Tento proces – nazývaný imprinting – bol kameňom úrazu pre inžinierov, ktorí chceli rekonštruovať veľké časti genómu.
„Genomický imprinting sa často stráca, čo znamená, že v haploidných embryonálnych kmeňových bunkách chýba informácia o tom, ktorý gén by mal byť aktívny, čo obmedzuje ich pluripotenciu a genetické inžinierstvo.“ Hovoria Biológ Li-Bin Wang z Čínskej akadémie vied.
„Nedávno sme zistili, že odstránením troch potlačených oblastí môžeme v bunkách vytvoriť stabilný vzor tlače podobný spermiám.“
Bez týchto troch prirodzene potlačených oblastí bola možná trvalá fúzia chromozómov. Vo svojich experimentoch výskumníci skombinovali dva stredne veľké chromozómy (4 a 5) a dva najväčšie chromozómy (1 a 2) v dvoch rôznych orientáciách, čo viedlo k trom rôznym usporiadaniam.
Fúzia chromozómov 4 a 5 bola najúspešnejšia z hľadiska prenosu genetického kódu na potomstvo myší, hoci reprodukcia bola pomalšia ako zvyčajne.
Jedna z fúzií 1 a 2 neprodukovala potomstvo myší, zatiaľ čo druhá produkovala potomstvo myší, ktoré boli pomalšie, väčšie a viac sa zaoberali fúziou chromozómov 4 a 5.
Podľa vedcov pokles plodnosti závisí od toho, ako sú chromozómy oddelené po zoradení, čo sa bežným spôsobom nedeje. čo naznačuje, že chromozomálne preskupenie je dôležité reprodukčná izolácia – Veľká časť druhov sa môže vyvíjať a žiť oddelene.
„Laboratórna domáca myš si zachovala štandardný 40-chromozómový karyotyp – alebo úplný obraz chromozómov organizmu – po viac ako 100 rokoch umelého šľachtenia,“ Hovoria Biológ Zi-kun Li, tiež z Čínskej akadémie vied.
„Vo väčších časových intervaloch sú však zmeny karyotypu v dôsledku chromozomálnych preskupení bežné. Hlodavce majú 3,2 až 3,5 preskupenia za milión rokov, zatiaľ čo primáty 1,6.“
Aby sme to dali do kontextu, zriedkavé skoky v chromozomálnych preskupeniach pomohli viesť evolučnú cestu našich vlastných predkov. Napríklad chromozómy, ktoré zostávajú oddelené u goríl, sú v našom ľudskom genóme spojené do jedného.
Tieto typy zmien môžu nastať raz za niekoľko stoviek tisícročí. Zatiaľ čo genetické úpravy vykonané tu v laboratóriu boli relatívne malé, existujú náznaky, že by mohli mať dramatické účinky na príslušné zvieratá.
Je to ešte skoro – toto je najskôr vedecké – ale ďalej môžu mať ľudské krvné línie príležitosť opraviť nesprávne alebo zdeformované chromozómy. Vieme, že u jednotlivcov môže chromozomálna fúzia a translokácia viesť k zdravotným problémom vrátane detskej leukémie.
„Experimentálne sme demonštrovali, že fenomén chromozomálneho preskupenia je hnacou silou evolúcie druhov a je dôležitý pre reprodukčnú izoláciu, čo poskytuje potenciálnu cestu pre rozsiahle inžinierstvo DNA u cicavcov.“ Hovoria Vzal.
výskum bol publikovaný v veda,
