Што открива новата студија за ДНК на октоподите?

• Научниците ја проучувале 3Д-структурата на геномот на октоподот, лигната и сипата.

• Древна реорганизација на геномот довела оддалечени региони на ДНК во меѓусебен контакт.

• Хроматинските јамки овозможуваат интеракции меѓу различни региони на ДНК.

• Промените во организацијата на геномот можеле да влијаат врз регулацијата на гените поврзани со нервниот систем.

• Откритијата укажуваат на можна улога на 3Д-структурата на ДНК во еволуцијата на биолошката сложеност.

Потеклото на оваа сложеност можеби не лежи во самите гени, туку во начинот на кој геномот е организиран во 3Д-просторот, покажала нова научна студија, соопшти Универзитетот во Виена („Universität Wien“).

Како реорганизацијата на ДНК влијаела врз еволуцијата на главонозите?

Истражувачите откриле дека древна, обемна реорганизација на геномот го променила начинот на кој ДНК е распоредена во клетката. Овие промени довеле претходно оддалечени региони на ДНК во контакт, менувајќи го начинот на кој се регулираат гените. Разбирањето на овој процес би можело да го промени начинот на кој размислуваме за тоа како се појавуваат нови особини во текот на еволуцијата. Тимот ја проучувал 3Д-структурата на геномот кај октоподот, лигната и сипата, комбинирајќи податоци за структурата на ДНК со активноста на гените.

„Геномот не е само низа гени. Тој е свиткан во сложена тридимензионална структура. Разбирањето на начинот на кој таа структура еволуира станува сè поважно за разбирањето како настануваат нови облици на биолошка сложеност – рекла д-р Теа Роџерс, водечката авторка на студијата и професорка на Одделот за невронауки и развојна биологија на Универзитетот во Виена.

Кај главонозите, бран на реорганизација на геномот од големи размери, кој се случил пред стотици милиони години, драматично го преуредил геномот и довел претходно оддалечени региони на хромозомите во непосредна близина.

Што откриле научниците за поврзаноста на гените?

Истражувачите откриле дека, кога регионите на ДНК ќе се доведат во контакт, тие можат да почнат меѓусебно да дејствуваат и да влијаат врз активноста едни на други. Со текот на времето, овие интеракции можат да се стабилизираат, формирајќи сè поповрзани регулаторни мрежи. Овој процес, кој истражувачите го опишуваат како „регулаторна испреплетеност“, може да им овозможи на геномите да создаваат нови обрасци на експресија на гените, истовремено одржувајќи ги основните функции.

Зошто хроматинските јамки се важни за еволуцијата?

Не сите аспекти на структурата на геномот реагираат на ист начин на реорганизацијата на геномот. Истражувачите откриле дека големите структурни единици на геномот, познати како хроматински домени, останале главно стабилни во текот на еволутивното време.

Наспроти тоа, врските на помало ниво, познати како хроматински јамки, биле многу подинамични. Овие јамки доведуваат оддалечени региони на ДНК во контакт. Тие значително се разликувале меѓу видовите, ткивата и развојните стадиуми, а често биле наоѓани во близина на гени вклучени во клучните особини на главонозите, вклучувајќи ги и оние поврзани со нервниот систем. Ова укажува дека врз овие пофлексибилни региони можат особено да влијаат промените во организацијата на ДНК од големи размери. Заедно, овие наоди ја доведуваат во прашање идејата дека архитектурата на геномот е пасивна последица на еволуцијата. Наместо тоа, тие укажуваат дека 3Д-организацијата на ДНК активно го обликува начинот на кој се одвива еволуцијата. Кај главонозите, ова можеби одиграло клучна улога во настанувањето на нивните невообичаено сложени нервни системи.

Како било спроведено истражувањето на геномот на октоподот, лигната и сипата?

Научниците од Универзитетот во Виена ја реконструирале 3Д-организацијата на геномот кај октоподот, лигната и сипата за да истражат како еволуирала архитектурата на геномот по древниот бран на реорганизација на геномот. Студијата открила дека оваа реорганизација од големи размери довела претходно оддалечени региони на ДНК во контакт, создавајќи нови мрежи на регулаторни интеракции кои се зацврстиле во текот на еволутивното време, пренесува „Telegraf“.