Una dintre cele mai interesante descoperiri în cercetarea genomului a fost că ultimul strămoș comun al tuturor animalelor multicelulare - care a trăit acum aproximativ 600 de milioane de ani - deținea deja un genom extrem de complex. Multe dintre genele ancestrale pot fi încă găsite în speciile moderne (de exemplu, umane). Cu toate acestea, de mult timp nu este clar dacă dispunerea acestor gene în genom are și o anumită funcție. Într-un studiu recent din Nature Ecology and Evolution, biologii conduși de Oleg Simakov și Ulrich Technau arată că nu numai genele individuale, ci și aceste aranjamente genetice din genom au jucat un rol cheie în evoluția animalelor.

evoluția

Genomii stochează instrucțiunile pentru construirea unui organism. Adesea, numai genele individuale sunt asociate cu anumite funcții. Cu toate acestea, genomul nu numai că definește gene individuale, ci ne spune și despre dispunerea lor pe ADN. În mod remarcabil, multe dintre aceste aranjamente au fost păstrate din genomul strămoșului comun al bureților și al oamenilor, în urmă cu peste 600 de milioane de ani. În ciuda acestui fapt, funcția lor potențială a evitat mult timp oamenii de știință.

Ce aranjamente genetice dezvăluie

În studiul lor actual, echipa de la Departamentul de Evoluție și Dezvoltare Moleculară de la Universitatea din Viena a descoperit acum primele perspective asupra acestei întrebări. Utilizând analize genomice comparative, cercetătorii au reconstituit aranjamente genice conservate evolutiv la animale și au investigat activitatea acestora în diferite tipuri de celule. Acestea ar putea arăta că genele care sunt întotdeauna prezente împreună în genom la mai multe specii, tind să fie active și în aceleași celule. De exemplu, trei gene care au fost adiacente la mai multe specii (de exemplu, la bureți sau cnidari) de 600 de milioane de ani sunt active în primul rând într-un tip de celulă digestivă. „Tipurile de celule la animale pot fi astfel caracterizate nu numai de gene individuale, ci și de aranjamente genetice specifice, iar diferite tipuri de celule sunt, de asemenea, capabile să acceseze diferite regiuni din genom”, explică Oleg Simakov, biolog evoluționist la Universitatea din Viena. În plus, echipa a remarcat faptul că anumite tipuri de celule par să utilizeze astfel de regiuni conservate mai mult decât altele și, prin urmare, pot reprezenta funcții foarte ancestrale.

Rezultatele arată că nu numai pierderea genelor sau apariția de gene noi au jucat un rol important în evoluție, ci și schimbările în dispunerea genelor în genom au avut o contribuție semnificativă. „Studiul deschide astfel o perspectivă de anvergură asupra investigării funcțiilor acestor regiuni în tipurile de celule respective”, concluzionează Simakov.