Deze genetische schakelaars onderscheiden ons van apen – de regulerende delen van het DNA hebben ons misschien tot mens gemaakt

Gewoonlijk menselijk: wetenschappers hebben regio’s van het genoom geïdentificeerd die mogelijk verantwoordelijk zijn voor onze unieke menselijke aanpassingen. Delen van DNA die HAQER’s (Human Ancestor Rapid Evolution Regions) worden genoemd, controleren het lezen van eiwitcoderende genen en dragen zo bij aan de ontwikkeling van de hersenen, het spijsverteringsstelsel en het immuunsysteem. Het evolueerde kort nadat de afstammingslijnen van mens en chimpansee waren gescheiden. HAQERS brengen niet alleen voordelen, maar ook ziekten met zich mee.

Wij mensen onderscheiden ons van onze naaste primaatverwanten zoals chimpansees of gorilla’s. Maar de genetische oorzaken van onze ‘typisch menselijke’ eigenschappen zijn nog maar het begin in stukken Duidelijker – ook omdat er bij mensapen nauwelijks verschillen zijn in eiwitcoderende genen. Aan de andere kant is er steeds meer bewijs dat kritische veranderingen plaatsvonden in de niet-eiwit-coderende delen van ons genoom – een deel dat lang als passief werd beschouwd.”Ongewenst DNAtoegepast.

bliksem verandering

Een team onder leiding van Riley Mangan van Duke University in de VS heeft ook gezocht naar sporen van onze evolutie in deze niet-coderende delen van ons genoom. Tot op heden worden DNA-sequenties die lange tijd stabiel bleven, maar daarna snel veranderden in onze voorouders, als bijzonder veelbelovend beschouwd. “Er werd aangenomen dat zo’n versnelling in de moleculaire evolutie een verandering in selectie weerspiegelde”, leggen de onderzoekers uit.

Mangan en collega’s hebben daarentegen nu ook gekeken naar delen van het genoom die al dynamische veranderingen hebben ondergaan. Ze legden uit dat “veel unieke kenmerken van de menselijke anatomie, waaronder de grootte van de hersenen, de verhoudingen van de ledematen of de anatomie van het gezicht, niet consistent waren, zelfs niet bij niet-menselijke soorten.” Met behulp van high-throughput sequencing en genoomvergelijkingen zochten ze naar DNA-fragmenten in die delen van het genoom die bijzonder snel veranderden nadat de afstamming van chimpansees en mensen ongeveer 7,5 miljoen jaar geleden splitste.

READ  Dead Space Remake - Nieuw split-systeem en in-game impressies onthuld

verwilderd in ons genoom

In feite konden de onderzoekers meer dan 1.500 van dergelijke partities identificeren. Ze hebben de bijnaam HAQER’s gekregen (uitgesproken als “Hackers”), wat staat voor Hominid Rapid Evolution Regions. Zoals ze melden, behoren deze delen van het DNA tot de snelst evoluerende in het menselijk genoom. Maar wanneer vond deze enorme ontwikkeling plaats? In de context van eerdere of vroege menselijke evolutie? Of al gescheiden van de chimpansee?

Om dit te verifiëren, verzamelden Mangan en collega’s de 13 meest betekenisvolle sequenties van hun HAQER’s en vergeleken ze met het genoom van NeanderthalersEn de Denisovs volkDe chimpansee en het gereconstrueerde genoom van de vermeende gemeenschappelijke voorouder van mensen en chimpansees.

Het resultaat: HAQER’s evolueerden nadat onze familielijn zich had afgesplitst van die van chimpansees, maar voordat wij ons op onze beurt afscheidden van Denisovans en Neanderthalers. Dit betekent dat andere pre- en vroege menselijke soorten deze sequenties ook hadden.

Fijnafstemming van de hersenen en darmen

Maar wat is de functie van de HAQER-reeksen? Wetenschappers beschrijven ze als regulerende delen van het DNA die fungeren als een soort schakelaar. Ze lijken specifiek genen aan te zetten. Dat doen ze alleen in bepaalde celtypen en alleen op bepaalde momenten in de ontwikkeling. Of zelfs als de omgeving op de een of andere manier verandert, legt Mangans collega Craig Lowe uit. HAQER’s hebben enkele genetische schakelaars aan het menselijke besturingssysteem toegevoegd die voorheen niet bestonden.

Zoals gedetailleerde analyses hebben onthuld, worden deze genetische schakelaars voornamelijk gebruikt bij de ontwikkeling van het menselijk brein, het spijsverteringsstelsel en delen van het immuunsysteem. Genetische schakelaars maken een speciale afstemming mogelijk waarmee we ons specifiek kunnen aanpassen aan veranderende omgevingsinvloeden.

READ  De WhatsApp-update maakt het voor Android-gebruikers moeilijk om foto's te delen

HAQER’s als triggers van typische menselijke ziekten

Maar hoe is het verachtelijke ontstaan? Gewoonlijk zijn er twee algemene verklaringen voor de snelle opkomst van genomische regio’s: ofwel zijn ze het resultaat van lokale mutaties, ofwel zijn ze erg gunstig voor de soorten die de overhand hebben in de loop van natuurlijke selectie. In de nu beschreven DNA-sequentie vonden de wetenschappers bewijs voor beide verklaringen, “wat suggereert dat de combinatie van deze twee krachten de meest uiteenlopende gebieden van het menselijk genoom vormde”.

Door ons menselijk te maken, gaven HAQER’s ons niet alleen positieve eigenschappen zoals grote hersenen, maar legden ze ook de basis voor typische menselijke ziekten, menen de onderzoekers. Deze kunnen hoge bloeddruk, unipolaire en bipolaire depressie en schizofrenie omvatten.

Volgens Mangan en zijn collega’s zijn er, hoewel alle mensen zeer vergelijkbare HAQER-sequenties hebben, enkele verschillen, “en we konden aantonen dat deze varianten vaak verband houden met specifieke ziekten”, zegt Lowe. Hoe deze associatie er precies uitziet, kan het punt van verder onderzoek zijn. (De cel, 2022; doi: 10.1016/j.cell.2022.10.016)

Bron: Duke University

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *