Seperangkat gen ekstra tuatara seperti kadal dapat membantu mereka mentolerir dingin

Game menarik Data SGP 2020 – 2021.

Tuatara yang mirip kadal itu sudah aneh. Kekuatan supernya mencakup umur satu abad, ketahanan terhadap banyak penyakit, dan toleransi unik (untuk reptil) terhadap dingin. Sekarang, ternyata, bagian dari buku instruksi genetika hewan itu sama anehnya dengan riwayat hidupnya – dan mungkin membantu menjelaskan kemampuannya dalam menahan suhu ekstrem.

Tuatara memiliki dua salinan berbeda dari instruksi manual untuk DNA mitokondria, para peneliti melaporkan 29 Januari di Biologi Komunikasi.

“Ini adalah bukti pertama dari salinan tambahan lengkap dari genom mitokondria pada vertebrata,” kata Chris Schneider, seorang ahli herpetologi di Universitas Boston yang tidak terlibat dalam penelitian ini. Vertebrata lain hanya memiliki satu salinan genom mitokondria. Kerang adalah satu-satunya hewan lain yang pernah ditemukan memiliki dua.

Mitokondria adalah pabrik energi kecil, dan materi genetiknya, biasanya diwarisi dari ibu, sangat penting untuk membuat sel beroperasi. Studi terbaru menunjukkan bahwa DNA mitokondria memainkan peran utama dalam penuaan dan berbagai kanker pada manusia, serta penyakit metabolik, otot, dan neurogeneratif (SN: 24/10/12). Mempelajari genom mitokondria hewan lain dapat menawarkan petunjuk tentang cara kerja penyakit manusia, kata para peneliti.

“Genom mitokondria jauh lebih penting daripada yang disadari orang, mengingat hubungannya dengan penuaan dan penyakit,” kata Robert Macey, ahli genom di Peralta Genomics Institute di Oakland, California. lingkungan mungkin memberi tahu kita sesuatu yang signifikan tentang cara kerja mitokondria. “

Upaya untuk memecahkan kode susunan genetik tuatara dimulai pada tahun 2012, dengan peluncuran Proyek Genom Tuatara yang dipimpin oleh Neil Gemmell, seorang ahli biologi evolusi di Universitas Otago di Dunedin, Selandia Baru. Setelah mendapat restu dari orang Maori untuk mencicipi darah reptil (tuatara adalah a taonga (harta khusus) untuk Maori), tim menemukan genomnya menjadi 50 persen lebih besar dari genom manusia (SN: 8/5/20).

Penemuan ini mengarah pada eksplorasi yang lebih dalam dari bagian mitokondria genom. Kebanyakan teknik yang menguraikan, atau mengurutkan, DNA memotongnya menjadi potongan-potongan kecil, “membacanya”, kemudian memasang kembali potongan-potongan itu. Itu memberikan tampilan resolusi tinggi pada setiap potongan puzzle. Mengemudikan teknik baru yang membaca segmen DNA yang panjang, lab Macey mengurutkan genom mitokondria tuatara dalam satu gerakan, menunjukkan struktur keseluruhannya. Teknik yang disebut Oxford Nanopore, “tidak diragukan lagi adalah masa depan pengurutan gen, bahwa kita dapat mengurutkan seluruh molekul dalam satu semburan!” Kata Macey.

Dan Mulcahy, seorang ahli biologi molekuler di Smithsonian’s Global Genome Initiative di Washington, DC, dan Macey sedang mempertimbangkan data ketika Mulcahy ingat mengatakan, “Saya pikir mungkin ada dua mt-genom!”

Pengungkapan ini datang dari membandingkan potongan puzzle yang dipotong dan struktur keseluruhan, dan memperhatikan bahwa bagian dari bagian yang sama dari DNA mitokondria memiliki perbedaan mencolok dalam urutan gennya – seperti cara nada lagu mungkin diatur secara berbeda oleh dua komposer yang berbeda. . Variasi mengangkat alis; DNA mitokondria biasanya diwarisi hanya dari telur ibu, jadi para ilmuwan berharap untuk melihat satu salinan genom mitokondria, bukan dua salinan seperti yang akan mereka lihat pada DNA inti, yang diwarisi dari ibu dan ayah.

Bersama-sama, para ilmuwan dengan susah payah mengumpulkan dua genom mitokondria yang berfungsi penuh. Mereka menemukan genom berbeda dengan 10,4 persen yang menakjubkan. Sebagai perbandingan, genom mitokondria manusia dan simpanse berbeda 8,9 persen. “Susunan gen tuatara tidak seperti vertebrata lainnya,” kata Mulcahy.

Ketika Laura Urban, seorang ahli genom di Universitas Otago, menganalisis kumpulan gen mana yang berbeda di antara dua genom, dia melihat perubahan pada gen yang terkait dengan metabolisme. Metabolisme sel hewan menyesuaikan diri untuk membantunya mengatasi lingkungan yang ekstrem. Genom mitokondria ganda mungkin memberi tuatara fleksibilitas dalam bagaimana metabolisme mereka merespons suhu ekstrem, kata para ilmuwan.

“Tuatara memiliki genom mitokondria paling rumit yang pernah saya lihat,” kata Macey. Menemukan dasar genetik untuk prestasi metabolisme hewan dapat memperjelas fungsi genom mitokondria, membantu menemukan pengobatan untuk penyakit metabolisme manusia.

Related posts