Genom evrimini hızlandırmak: yeni sistem haftalar içinde onlarca yıllık değişimi taklit ediyor

Tokyo Üniversitesi'ndeki bir ekip, bakteri genom yapısındaki değişikliklerin evrimini kontrol etmek ve hızlandırmak için bir sistem geliştirdi. Bu sistem, küçük "zıplayan genleri" veya ekleme dizileri (IS'ler) olarak bilinen DNA dizilerini hedefler. Araştırma, geçmiş evrimi incelemekle laboratuvarda gerçek zamanlı genetik değişiklikleri gözlemlemek arasındaki boşluğu kapatıyor. Araştırmacılar, yönetilebilir boyutları ve tutarlılıkları nedeniyle genellikle bakteri genomlarını inceler. Ekleme dizilerinin (IS'ler) bir genom içinde "zıpladığı" veya konum değiştirdiği ve evrimsel değişimi yönlendirdiği bilinmektedir. Bu değişiklikler mutasyonlara, tersine dönüşlere veya genom boyutunda ve kimliğinde değişikliklere neden olabilir. Bu değişiklikleri hızlandırmak için ekip, Escherichia coli'ye (E. coli) yüksek aktiviteli IS'lerin birden fazla kopyasını yerleştirdi. Sadece 10 hafta içinde, test organizmaları doğada onlarca yılda meydana gelene benzer değişiklikler biriktirdi. Bu, hareketli genetik elementlerin yaklaşık 25 yeni eklenmesini ve genom boyutunda %5'lik bir değişikliği içeriyordu. Yüksek IS aktivitesi, yapısal varyantlara ve kompozit transpozonların ortaya çıkmasına neden oldu. Bu, IS'ler ve kompozit transpozonlar için potansiyel evrimsel yolları aydınlatır. Sonuçlar, IS eklemelerinin ve genom boyutu değişikliklerinin etkilerini incelemek için değerli bir referans sağlar. Yuki Kanai, "Beklenmedik bir şekilde," dedi, çalışma aynı zamanda transpozonların evrimine de ışık tuttu. Kanai, bu sistemi bakteriler arasında veya bakteriler ve konakçıları arasında işbirliğinin hangi koşullar altında geliştiğini anlamak gibi daha geniş sorulara uygulamayı umuyor.