• Sunday July 21,2019

Mutasi tunggal mungkin telah mencetuskan kehidupan multiselular

Anonim

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

Tuhanku, Ini Penuh Blog

Tuhanku, Ini Penuh Blog

Masa untuk beberapa livestreaming! Pada akhir minggu ini saya akan menuju ke North Carolina ke Scienceonline 2010, sebuah konferensi tentang semua perkara saintifik pada Tiub. Saya akan bercakap dalam sesi pada hari Sabtu pagi pukul 10:15 yang dipanggil "Reboot Sains Kewartawanan Dalam Zaman Web" bersama dengan penyusun semula Ed Yong, John Timmer, dan David Dobbs

Esok di Comic-Con: Menyalahgunakan Sci Sci-Fi

Esok di Comic-Con: Menyalahgunakan Sci Sci-Fi

Pernah menonton filem fiksyen sains dan mengerang ketika sains diputar, dilipat, dan dimutilasi? Pasti, sains keterlaluan adalah menyeronokkan, tetapi begitu menyenanginya. Dengan semangat itu, kami gembira untuk mengumumkan panel DISCOVER pada Comic-Con 2010, di San Diego yang cerah. Sekiranya anda berada di konvensyen esok (Khamis) malam, datanglah untuk perbincangan kecil yang kita panggil "Menyalahgunakan Sci Sci-Fi

Windpipe Baru Man adalah Transplantasi Organik Pertama Sintetik Dunia

Windpipe Baru Man adalah Transplantasi Organik Pertama Sintetik Dunia

Trakea sintetik, sebelum implantasi Apa Berita: Trakea baru lelaki Afrika adalah organ sintetis pertama di dunia yang akan dipindahkan. Dibuat dari perancah polimer yang dilapisi dengan sel-sel pesakit sendiri, tenggorokan seolah-olah berfungsi dengan baik, lebih dari sebulan selepas pembedahan. Bagaimana keadaannya: Pesakit mempunyai tumor berukuran bola golf yang tidak boleh digunakan, yang tidak pernah memberi tindak balas dengan baik kepada kemoterapi atau rawatan radiasi, mengaburkan tudungnya

BAFact matematik: berapa besar matahari melihat dari Pluto?

BAFact matematik: berapa besar matahari melihat dari Pluto?

[Pada 4 Januari 2012, saya memulakan ciri-ciri baru: BAFacts, di mana saya menulis fakta astronomi / ruang yang cukup pendek untuk disiarkan. Banyak daripada mereka merujuk jawatan yang lebih lama, tetapi beberapa fakta memerlukan sedikit penjelasan matematik. Apabila itu berlaku, saya akan menulis jawatan seperti ini yang menjadikan matematik supaya anda dapat melihat nombor untuk diri anda

Juno Menyampaikan Rahsia Jupiter

Juno Menyampaikan Rahsia Jupiter

Foto-foto dari orbit Jupiter Juno mengungkap pemandangan menakjubkan. Di atas, dinamika badai Tempat Merah Besar dapat dilihat semasa pas ketinggian rendah. NASA / JPL / SWRI / MSSS / Björn Jónsson Misi Juno berterusan NASA, mendedahkan apa yang terletak di bawah puncak awan Jupiter dan di atmosfernya, telah menimbulkan banyak teori lama mengenai raja planet.

The Shambulance: Reflexology and Other Stories

The Shambulance: Reflexology and Other Stories

The Shambulance adalah siri sekali-sekala di mana saya cuba mencari kebenaran tentang produk kesihatan palsu atau overhyped. Membantu saya menjaga Shambulance pada kursus ialah Steven Swoap dan Daniel Lynch, kedua-dua profesor biologi di Williams College. Melekat Q-tip ke atas hidung bukanlah sumber banyak pandangan yang hebat