• Thursday April 18,2019

Mutasi tunggal mungkin telah mencetuskan kehidupan multiselular

Jutaan tahun yang lalu, perubahan yang sangat penting - atau kesilapan - dalam DNA nenek moyang kita telah berlaku, dan mungkin menjelaskan mengapa kita semua di sini.

Organisma bersel tunggal yang berenang melalui laut primordial adalah apa yang telah lama wujud. Tetapi pada satu ketika, sel-sel mula berkumpul untuk mewujudkan entiti dengan dua, sepuluh dan akhirnya jutaan, sel. Ini membawa kepada peningkatan organisma yang mengandungi pelbagai jenis sel, yang membuka jalan bagi penciptaan tisu dan organ, dan akhirnya hidup seperti yang kita tahu.

Kini para penyelidik dari University of Oregon mengatakan bahawa mereka telah mengesan langkah-langkah evolusi ke belakang menerusi pokok filogenetik dan menunjuk mutasi tunggal yang mereka percaya meneruskan peralihan dari uniselular ke organisme multiselular.

Bahagian Lama

Para penyelidik memberi tumpuan kepada bahagian penting pembahagian sel, atau mitosis, di mana dua sel anak perempuan yang dihasilkan melalui pembahagian sel diletakkan dalam orientasi yang betul dalam tisu. Struktur protein, yang dipanggil spindle mitotik, berperanan penting dalam proses ini, kerana mereka mengikat sel anak perempuan dengan protein penanda pada dinding sel.

Apabila spindle tidak berorientasikan dengan betul, tisu dan kanser yang cacat boleh menyebabkan. Dalam banyak haiwan, protein purba mengawal orientasi gelendong untuk memastikan ia berakhir di kedudukan yang betul. Sekiranya para penyelidik mendapati apabila struktur protein purba ini berevolusi keupayaan untuk meletakkan kedudukan spindel, pemikiran berlaku, mereka dapat menentukan asal-usul kehidupan multiselular.

Saudara Uniceullar

Penyelidik memulakan kerja-kerja detektif mereka dengan melihat satu kelas organisma bersel tunggal yang dipanggil choanoflagellates, yang juga menjadi saudara terdekat uniselular kepada haiwan. Choanoflagellates hidup di air laut dan menggunakan ekor, dipanggil flagellum, untuk bergerak melalui persekitaran mereka dan mencari makanan.

Walaupun setiap choanoflagellate adalah uniselular, mereka akan sering menjadi kumpulan untuk membentuk koloni berbilang sel untuk menyembuhkan makanan tertentu. Sel berganda yang bekerja bersama-sama untuk mencapai tugas tunggal pada dasarnya adalah bagaimana organ kita berfungsi hari ini. Oleh itu, para penyelidik berteori bahawa ada perubahan genetik di suatu tempat di sepanjang jalan yang membiarkan sel-sel solo mengenali antara satu sama lain dan berkumpul. Untuk mengesan masa aliran air ini, para penyelidik perlu melakukan beberapa perjalanan molekul.

Evolusi dalam Songsang

Penyelidik menggunakan teknik yang dikenali sebagai pembinaan semula leluhur leluhur, yang menggabungkan penjujukan gen dengan algoritma komputer, hingga berjuta-juta tahun ke masa lalu. Teknik ini mengubah evolusi menjadi terbalik, dan secara beransur-ansur menyempitkan mutasi ke nenek moyang bersama. Bekerja melalui rangkaian lebih daripada 40 organisma, mereka dapat melihat apabila mutasi utama berlaku. Lebih penting lagi, teknik itu membolehkan mereka membuat sel-sel dengan DNA yang sama. Dengan bantuan "sel yang dibangkitkan" ini, mereka mengenal pasti mutasi tunggal yang mengubah cara protein tertentu berfungsi. Mereka menerbitkan penemuan mereka di eLIFE jurnal akses terbuka.

Daripada bekerja sebagai enzim, yang mencetuskan tindak balas dalam sel, protein yang berubah menjadi apa yang dikenali sebagai domain interaksi. Dalam erti kata lain, protein boleh berkomunikasi dengan dan menghubungkan dengan protein lain, yang merupakan kemahiran penting untuk sel yang ingin bekerja bersama daripada membawanya sendiri. Hari ini, domain protein penting ini terdapat di semua genom haiwan dan akan berfungsi setiap kali sel membahagi, sesuatu yang berlaku berjuta-juta kali sehari.

"Mutasi ini adalah satu perubahan kecil yang secara dramatik mengubah fungsi protein, membolehkannya melakukan tugas yang sama sekali berbeza, " kata Ken Prehoda, seorang penyelidik dan biokimia kajian di University of Oregon. "Anda boleh mengatakan bahawa haiwan benar-benar seperti protein ini kerana sekarang terdapat lebih daripada 70 daripada mereka di dalam kita."

Penemuan pasukan juga boleh membawa kepada pemahaman baru tentang kanser dan penyakit lain. Sel-sel kanser, Prehoda menjelaskan, pada dasarnya adalah serigala tunggal yang memutuskan untuk berhenti berkomunikasi dengan sel-sel di dalam badan anda dan mula menyalahgunakan. Memahami bagaimana sel-sel berkomunikasi antara satu sama lain di tempat pertama dapat membantu kami memahami mengapa mereka berhenti.

Kadang-kadang perubahan kecil benar-benar boleh membawa kesan besar.


Artikel Yang Menarik

Kredit: Albozagros Genetik dan sejarah Tibet sangat menarik bagi kebanyakan orang. Sejujurnya, sebab utama di sini ialah ketinggian. Dataran Tibet telah berkhidmat sebagai sebuah kubu bagi penduduk yang telah menyesuaikan diri secara biologi dan kultur kepada keadaan yang melampau. Secara semulajadi, ini bermakna terdapat genetik populasinya yang saksama di Tibet, kerana hipoksia adalah kesan sampingan hidup ketinggian yang tinggi yang memberi impak secara dramatik

Ia Bukan Haba, Ia adalah Kelembapan: Elektrik Dari Udara

Ia Bukan Haba, Ia adalah Kelembapan: Elektrik Dari Udara

Siapa yang memerlukan Encik Fusion jika anda boleh menarik tenaga langsung dari udara? Satu pasukan saintis dari University of Campinas di Brazil berusaha mencari jalan keluar dari udara dalam kelembapan yang tinggi, pergi jauh untuk menerangkan asal-usul kilat, dan menawarkan janji kuasa yang boleh diperbaharui untuk San Francisco dan New England, di mana kelembapan berlimpah dan cahaya matahari, tidak begitu banyak

Dye Fluorescent untuk Tumor Kini Diuji di Orang

Dye Fluorescent untuk Tumor Kini Diuji di Orang

Racun dari salah satu spesies paling berbahaya di dunia, kalajengking kematian penjahat Israel, dapat menyelamatkan nyawa pesakit kanser. Molekul pengesan kanser yang terdapat dalam racun, apabila dipadankan dengan pewarna bercahaya, menyediakan saintis cara baru untuk melihat tumor semasa pembedahan

Evolution Ulasan The Tangled Bank:  "Radical "

Evolution Ulasan The Tangled Bank: "Radical "

Bank Tangled mendapat ulasan tiga muka dalam terbitan terbaru Evolution , jurnal utama dunia mengenai biologi evolusi. Pengulas, Judith Bronstein dan Peter Reinthal dari University of Arizona, mempunyai perkara yang sangat baik untuk dikatakan. Berikut adalah beberapa petikan yang membuatkan saya tersenyum: Setiap bab berbunyi lebih seperti naratif yang menarik atau artikel akhbar tingkat pertama daripada sebagai buku teks (secara klasik, agak kering)

Stimulasi adalah penting

Stimulasi adalah penting

Hari kedua Persidangan Biologi Pemuliharaan Persatuan. Walaupun saya suka perkara ini, saya mengakui ada masa saya duduk dalam ceramah dan mata saya berat dengan kebosanan. Ini fenomena yang sama berlaku di pejabat kongres selama taklimat panjang yang membosankan ketika kita orang-orang dipinjam dan dirangsang

California Mengumumkan Pelan Ambisi untuk Memotong Gas Rumah Kaca

California Mengumumkan Pelan Ambisi untuk Memotong Gas Rumah Kaca

Beberapa minggu selepas Senat AS gagal meluluskan satu set peraturan untuk melambatkan pemanasan global, keadaan California menunjuk jalan ke hadapan. Pengawal udara California hari ini mengumumkan pelan berani untuk mengurangkan pelepasan gas rumah hijau yang akan mengubah cara utiliti menjana elektrik, pembuat kereta membina kereta dan pemaju membina bangunan, dan melancarkan pasaran luas negara dalam perdagangan kredit karbon