Они нашли тысячи генов, каковые развились, дабы быть выраженными в матке у ранних млекопитающих, включая многих, каковые ответственны для материнско-подавления и эмбриональной коммуникации иммунной совокупности. Страно, эти гены, думается, принимались на работу и повторно ставились целью от других типов ткани транспозонами – древние мобильные генетические элементы время от времени идея как геномные паразиты.Изучение, опубликованное онлайн в Отчетах о Клетке 29 января, проливает свет на то, как организмы развивают новые функции и морфологические структуры.
«В первый раз, у нас имеется хорошее познание того, как что-то полностью новое начинается по собственной природе, того, как данный новый метод воспроизвести был», сообщил создатель изучения Винсент Линч, врач философии, доцент людской генетики в Чикагском университете. «Самый превосходно мы нашли генетические трансформации, каковые, возможно, лежат в базе эволюции беременности, связаны с одомашненными взаимозаменяемыми элементами, каковые вторглись в геном у ранних млекопитающих. Так, я предполагаю, что мы должны эволюцию беременности к тому, что есть действенно геномными паразитами».
Дабы изучить генетические трансформации на протяжении эволюции беременности у млекопитающих, Линч и его сотрудники применяли высокую пропускную свойство, упорядочивающую, дабы закаталогизировать гены, выраженные в матке нескольких типов живущих животных – плацентарные млекопитающие (человек, мартышка, мышь, собака, корова, свинья, армадилл и лошадь), сумчатое (опоссум), млекопитающее, откладывающее яйца (утконос), птица, лягушка и рептилия. Тогда они применяли вычислительные и эволюционные способы, дабы вернуть, какие конкретно гены были выражены у наследственных млекопитающих.Исследователи нашли, что, потому, что первые ресурсы и – развитые млекопитающие для эмбрионального развития начали приезжать больше от матери и меньше от желтка – много генов, каковые серьёзны для клеточной передачи сигналов, метаболизм и утробное развитие начали выражаться в матке.
Потому, что яичная скорлупа была утрачена, и живорождение развито в общем предке сумчатым и плацентарным млекопитающим, больше чем 1 000 генов были включены, многие из которых были очень сильно связаны с учреждением материнско-эмбриональной коммуникации. Как продленная беременность, развитая у плацентарных млекопитающих, много генов начали выражаться, что существенно усилил и создал материнско-эмбриональную коммуникацию, а также в местном масштабе подавление материнской иммунной совокупности в матке – так защита развивающегося зародыша.Команда кроме этого выяснила много генов, каковые были отключены как эти развитые происхождения, многие из которых были вовлечены в формирование раковины яйца.
«Мы сочли большое количество генов серьёзным для поддержания гормональной посредничества и передачи сигналов материнско-эмбриональной коммуникации, каковые серьёзны для беременности, развитой, дабы быть выраженными в матке у ранних млекопитающих», сообщил Линч. «Но выделяются свободные гены подавления. Зародыш генетически отличен от матери. Если бы этих свободных генов не выразили в матке, зародыш был бы признан иммунной совокупностью матери зарубежным и подвергшимся нападению как каждый паразит».Помимо этого, дабы функционировать, Линч и его сотрудники изучили происхождение этих генов.
Они нашли, самый уже имел роли в других системах органа и ткани, таких как мозговые, пищеварительные и сердечно-сосудистые совокупности. Но на протяжении эволюции беременности, эти гены были приняты на работу, дабы быть выраженными в матке в новых целях. Они развили регулирующие элементы, каковые разрешили им быть активированными прогестероном, гормон, очень важный в воспроизводстве.Команда отыскала, что данный процесс стимулировали древние транспозоны – отрезки кодирующей ДНК небелка, которая может поменять их положение в геноме.
Время от времени именуемый «подскакивающие гены», транспозоны, как в большинстве случаев думают, являются геномными паразитами, каковые помогают лишь, дабы копировать себя. Многие древние транспозоны млекопитающих владели связывающими участками прогестерона, каковые регулируют данный процесс. Непоследовательно вводя себя в другие места в геноме, транспозоны, думается, передали данный механизм активации соседним генам.«Генам нужен некий метод знать, в то время, когда и где быть выраженными», сообщил Линч. «Взаимозаменяемые элементы, думается, принесли эти сведенья, разрешая ветхим генам быть выраженными в новом месте, матке, на протяжении беременности.
У млекопитающих весьма возможно отзывчивая прогестероном матка из-за этих транспозонов».Линчуйте и его сотрудники отмечают, что их результаты воображают новое объяснение того, как появляются совсем новые функции и биологические структуры. Вместо генов, неспешно развивающих утробное выражение по одному, взаимозаменяемые элементы скоординировали широкомасштабные, трансформации всего генома, каковые разрешили бессчётным генам быть активированными тем же самым знаком – в этом случае, прогестерон, что помог стимулировать эволюцию беременности.
«Легко вообразить, как эволюция может поменять существующую вещь, но как новые вещи как беременность развиваются, было намного более твердо осознать», сообщил Линч. «У нас сейчас имеется новое механистическое объяснение этого процесса, что мы ни при каких обстоятельствах не имели прежде».