Дрожжи и люди развивались вдоль отдельных путей в течение 1 миллиарда лет, но существует все еще сильное фамильное сходство, демонстрирует новое исследование. После вставки больше чем 400 человеческих генов в дрожжевые клетки по одному, исследователи нашли, что почти 50% генов функционировали и позволили грибам остаться в живых.
“Это довольно удивительно”, говорит эволюционный биолог Мэтью Хэн из Университета Индианы, Блумингтон, кто не был связан с исследованием. “Это означает, что те же гены могут выполнить те же функции после 1 миллиарда лет расхождения”.Ученые знали в течение многих лет, что люди разделяют молекулярные общие черты с микроорганизмами, что помощь зарабатывает на нашу жизнь и пиво. Наш геном содержит копии одной трети генов дрожжей.
И в среднем, последовательности аминокислот сопоставимых дрожжей и человеческих протеинов накладываются на 32%.Один пример общих генов возбудил интерес биолога систем Эдварда Маркотта из университета Техаса, Остина и коллег.
Дрожжи являются одноклеточными и бескровными, все же они несут гены, организующие рост новых кровеносных сосудов у позвоночных животных. В дрожжах эти гены помогают клеткам ответить на напряжение. “Это получило нас подвергающий сомнению степень, до которой дрожжи и человеческие гены делают ту же вещь”, говорит Маркотт.Для обнаружения он и его бригада решили проверить систематически, могут ли человеческие гены работать в дрожжах.
Исследователи выбрали 414 генов, что грибы не могут жить без — гены, помогающие управлять метаболизмом и избавиться от сотового наркотика, например. Тогда они скользили человеческая версия каждого гена в дрожжевые клетки, чья собственная копия гена была отклонена, выключенная или удаленная. Если клетки выросли на чашках Петри, бригада вывела, что человеческий ген мог заполнить для его эквивалентных дрожжей.
Исследователи решили что 176 из человеческих генов, позволенных дрожжи для выживания потери жизненного гена. “Приблизительно половина из этих [гены] может быть обменяна … между людьми и дрожжами, и они все еще работают”, говорит Маркотт. “Это красиво иллюстрирует общее наследие живых существ”.Он и его коллеги, которых затем спрашивают, что отличает заменимые гены.
Они оценили больше чем 100 возможных влияний от длины гена к изобилию его протеина. Градус подобия ДНК не обязательно указал, мог ли бы человеческий ген помочь для гена дрожжей, Маркотт и коллеги показывают онлайн сегодня в Науке. Вместо этого они нашли, когда связка генов тесно сотрудничает, или большинство из них заменимо или большинство из них, не. Например, каждый ген в пути, провоцирующем ДНК, копирующую, был незаменим, но почти все гены в молекулярном пути, в людях производящем холестерин, могли быть обменяны.
“Я был впечатлен объемом работы” вставленные исследователи, говорит молекулярный генетик Бернард Дуджон Енститю Пастера в Париже. Несмотря на то, что результаты исследования не были удивительны, он говорит, “я рад, что кто-то сделал его”.Бригада показала только, что дрожжи, оборудованные человеческими генами, могли остаться в живых, не, что они были энергичны и могли конкурировать с неизменными напряжениями, Юджином Кунином предостережений, эволюционным биологом в Национальном Центре информации о Биотехнологии в Молитвенном доме, Мэриленд.
Тем не менее, он говорит, исследование предоставляет мощную поддержку для идеи — которому некоторые исследователи бросили вызов — что сопоставимые гены в различных организмах имеют подобные функции.Маркотт говорит, что результаты предлагают дальнейшие способы использовать дрожжи для исследования. Ученые часто изучают отдельные человеческие гены путем вставки их в дрожжевые клетки.
Но они могли также пересадить группы взаимодействующих генов, создав больше подобных человеку дрожжей, которые будут полезны для изучения новых наркотиков или молекулярных схем, спутывающихся при болезнях.