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Wirbeltiere Sie bilden eine vielfältige Gruppe von Arten, die fast alle Ökosysteme des Planeten besiedelt haben. Seit Jahren debattiert die wissenschaftliche Gemeinschaft über die Veränderungen im Genom, die diesem Tier evolutionären Erfolg ermöglichten.
Schließlich hat ein internationales Wissenschaftlerteam erreicht Entdecken Sie die Mechanismen, die diesen Übergang von Wirbellosen zu Wirbeltieren erleichtert haben.
Das Team, das von spanischen Forschern des Höheren Rates für wissenschaftliche Forschung (CSIC), des Zentrums für genomische Regulation (CRG) und des französischen Nationalen Zentrums für wissenschaftliche Forschung (CNRS) gemeinsam geleitet wird, hat in seiner Veröffentlichung die Prozesse, die das Verfahren ermöglichten, ausführlich beschrieben Entwicklung viel komplexerer Tierarten.
In Summe, Diese Komplexität beruht auf einer einzigartigen Reihe von Regulationssystemen und Funktionen von GenenDies ermöglicht es uns, aus Hunderten von extrem spezialisierten Zellen, Geweben und Organen zusammengesetzt zu sein.
“Ähnlich wie bei Studien am Menschen gibt uns unsere Arbeit eine globale Sicht auf die verschiedenen regulatorischen Schichten des Genoms und beschreibt detailliert den Ursprung der einzigartigen Merkmale der genomischen Regulation von Wirbeltieren, aus denen Organismen mit einer Morphologie hervorgegangen sind viel komplexerJosé Luis Gómez-Skarmeta, einer der Leiter der Arbeit des andalusischen Zentrums für Entwicklungsbiologie, eines gemeinsamen Zentrums zwischen dem CSIC und der Pablo de Olavide-Universität.
Obwohl die Regulation von Genen, die für die grundlegende Anatomie verantwortlich sind, zwischen den Arten stark konserviert ist, enthielten Wirbeltiere mehr regulatorische Regionen, die den Erwerb neuer Funktionen ermöglichten.
Die Analyse, die in der veröffentlicht wurde Naturmagazin, zeigt zwei Hauptunterschiede, die Wirbeltiere von anderen Arten unterscheiden.
“Erstens haben wir gesehen, dass unsere Gene eine viel komplexere Regulation haben. Andererseits haben wir auch Kopien von Genen, die ursprünglich allgemeine Funktionen erfüllten, sich aber bei Wirbeltieren auf bestimmte Funktionen spezialisiert haben”, Erklärt Manuel Irimia, Gruppenleiter bei CRG und einer der Projektleiter.
“In den meisten Fällen gibt es Kopien von Genen, die ihre Funktion auf bestimmte Gewebe spezialisiert haben. Dies zeigt sich insbesondere im Gehirn, wo neue Funktionen eingebaut wurden, die für den evolutionären Erfolg von Wirbeltieren wesentlich sind.Fügt Ignacio Maeso hinzu, ebenfalls Forscher am andalusischen Zentrum für Entwicklungsbiologie und einer der ersten Autoren der Arbeit.
Der Amphioxus als Evolutionsmodell
Die für die Studie ausgewählten Arten waren Zebrafisch und Madaka sowie Frosch, Huhn, Maus und Mensch. zusätzlich Amphox-Genom, ein Arten in der Nähe dieses Übergangs, um den Ursprung dieser bei Wirbeltieren so charakteristischen Mechanismen zu verstehen.
“Der Ampioxus ist ein Organismus, der seit dem 19. Jahrhundert als Modell in der Forschung dient. Sein Genom hat sich sehr langsam und ohne die Duplikationen entwickelt, die Wirbeltiere haben. Aus diesem Grund dient der Amphioxus als Referenz für evolutionäre Vergleiche, um den Ursprung unserer Linie zu verstehen.”, Kommentiert Héctor Escriva, einer der Leiter der Arbeit und Forscher an der Sorbonne Université und am CNRS.
Die Arbeit wurde von Laboratorien in Frankreich, Großbritannien, Australien, der Tschechischen Republik, den Niederlanden, Japan, China, Portugal, Italien, Taiwan, Norwegen und den Vereinigten Staaten durchgeführt und vertritt a beispiellose Ressource für die wissenschaftliche GemeinschaftDies dient sowohl dazu, die zwischen Arten konservierten funktionellen genomischen Elemente zu untersuchen als auch die Veränderungen zu untersuchen, die zur Komplexität von Wirbeltieren geführt haben.
Literaturhinweis:
Marletaz et al., "Amphioxus funktionelle Genomik und die Ursprünge der Genregulation von Wirbeltieren", November 2018, Nature, DOI: 10.1038 / s41586-018-0734-6
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