Два связанных исследования во главе с учеными из Гарварда и Стэнфорда, также изданного 28 августа в том же самом выпуске журнала Nature, рассказывают подобную историю: Даже при том, что люди, черви и мухи есть мало очевидного сходства друг другу, эволюция использовала удивительно подобные молекулярные наборы инструментов, чтобы сформировать их.Однако те же самые Йельские лабораторные отчеты в отдельной работе, опубликованной на Слушаниях резких различий Национальной академии наук между разновидностями в геномных регионах, населенных псевдогенами, молекулярными окаменелостями рабочих генов.
Человек, червь и геномы мухи все состоят из тех же самых стандартных блоков (т.е. нуклеотиды), но отличаются значительно по размеру. Геном человека, например, больше чем в 10 раз больше, чем те из червя и мухи. Однако у этих трех есть сопоставимые числа функционирующих генов тот кодекс для белков. Еще более поразительный, отметьте исследователей, три разделяют много программ выражения, включающих и выключающих гены скоординированным способом.
Образцы экспрессии гена были так подобны, на самом деле, что следователи смогли использовать их, чтобы подойти стадии в развитии червя и мухи.«Замечательно найти эти общие черты через пятьсот миллионов лет”, сказал Марк Герштайн, профессор Альберта Л. Уильямса Биомедицинской Информатики в Йельском университете и ведущем авторе одной из бумаг Природы. «Это также иллюстрирует, как изучение образцовых организмов может помочь нам аннотировать геном человека».Исследование – возглавленный членами Gerstein Lab, включая Джоэля Розовского, Кон-Кию Яна, Дайфэн Вана, Байкан Пэя и Арифа Арманчи – посмотрело на образцы транскрипции, процесса, которым информация, закодированная в ДНК, передана РНК.
Бумага также сообщила, что контроль этого процесса упаковкой ДНК очень похож во всех организмах. На самом деле авторы смогли построить количественную модель из транскрипции для людей и затем успешно применить ее без изменения мухе и червю.
Больше чем 200 ученых из десятков учреждений способствовали этому усилию, которое является коллективно частью ЗАКОДИРОВАТЬ консорциума геномики. Получающиеся бумаги издали по своей природе, все рассказывают подобные истории общей эволюции между разновидностями – например, общности регулирующих сетей генов и транскрипционными факторами, которые управляют их активацией.«Когда мы смотрим на мух или червей, трудно полагать, что у людей есть что-то общее с ними», сказал Герштайн. «Но теперь мы видим глубокие общие черты в них, которые лучше помогают нам интерпретировать геном человека».Абсолютные различия появились, однако, когда лаборатория Герштайна посмотрела на псевдогены – отрезки ДНК, которые потеряли их оригинальную кодирующую белок функцию гена и больше не являются объектом сильного отборного ограничения, эффективно представляя молекулярные окаменелости.
В выпуске 25 августа Слушаний Национальной академии наук Йельские ученые сообщили о значительных отличиях между организмами с точки зрения этих окаменелостей, отразив расходящиеся эволюционные истории мух, червей и людей.«С одной стороны мы видели общие черты, которые отражают биологическую необходимость и, с другой стороны, различия, которые отразили историю организма», сказал Кристина Сису, постдокторант в лаборатории Герштайна и первый автор псевдогенного исследования.