Алон Кейнэн, адъюнкт-профессор Биологической Статистики и Вычислительной Биологии в Корнелле, и Эрезе Левэноне, co-ведущем-авторе и адъюнкт-профессоре с Факультетом Мины и Эверарда Гудмена Наук о жизни в Университете имени Бар-Илана в Израиле, описывает роман, и редкий, обрабатывает вызванный членом семьи APOBEC борющихся с вирусом ферментов в журнале Genome Research. Как развитые приматы – включая шимпанзе, Неандертальцев и современных людей – умножилось количество типов вирусов, скроенных для планирования для приматов.
APOBECs в наших камерах устанавливают энергичную защиту, бомбардируя вирусный геном группами мутаций, чтобы отдать им неспособный продолжить инфекцию. Однако наличие такой основанной на мутации защиты опасно для клеток, так как «дружественный огонь» мог нанести ущерб нашему геному также.
Действительно, ферменты, как показывали, вызвали мутации в опухолевых клетках груди и других раковых образований.«В течение нескольких лет мой сотрудник, Эрез Левэнон, пытался убедить меня, что мы должны проверить, мог ли бы ‘дружественный огонь’ события быть передан последующим поколениям», сказал Кейнэн. «Позже, с повышающимися доказательствами их роли в раке и намеках того, чтобы быть выраженным в клетках, которые производят сперму и яйца, мы были готовы проверить, оставило ли наследование таких событий эволюционное воздействие».Открытие особенно значительное, потому что у фермента есть тенденция изменить области генома, которые кодируют для белков, а также областей, ответственных за их регулирование.
Это – остаток их первичной функции в вирусной защите: Многие вирусы состоят из одноцепочечной ДНК или РНК, и ДНК, активно используемая в качестве шаблона для белков, временно одноцепочечная и раскрученная от двойной спирали. К ферменту они выглядят одинаково.
Исследователи искали подпись прошлых мутаций в людях и наших самых близких родственниках гоминида, сосредотачивающихся на одном из ферментов в семье APOBEC, APOBEC3, так как это расширилось в несколько подтипов во время эволюции примата, каждого с уникальными мутационными подписями.Они знали, что фермент признает определенный мотив в ДНК, и это предназначается для только одного из оснований ДНК для мутации.
Другой контрольный знак: многократные мутации, происходящие близко друг к другу. Используя консервативные критерии, они определили, что тысячи таких случаев, уникальных для геномов примата и, как отрицательный контроль, не определили никого у других позвоночных животных, таких как мыши, которые испытывают недостаток во многих генах APOBEC3.
«Что обращается, то, что это – ускоренный эволюционный механизм, который мог произвести большое изменение в гене в единственном поколении», сказал Левэнон. «Это похоже на игру лотереи – это не могло оказать влияние, или у этого мог быть главный».«Эти события потенциально видоизменяют десятки оснований ДНК в небольшом регионе меньше, чем размер гена.
Разумно думать, что большинство этих мегамутаций будет вредно и исчезнет в эволюционное время, но мы действительно видим большое количество, которое выжило», добавил Кейнэн. «Значительно, те, которые выжили, превалируют в функционально важных частях генома, который предполагает, что некоторые из этих мутаций сохранялись естественным отбором, потому что они присудили преимущество».Исследование финансировалось европейским Научным советом, Программой I-ЯДРА Планирования и Составления бюджета Комитета в Израиле и американских Национальных Институтов Здоровья.