Ovarioles หรือหลอดที่มีเซลล์ไข่ในแมลงวันผลไม้สายพันธุ์ บาคาร่าเว็บตรง Drosophila melanogaster (เครดิตภาพ: แดเนียล คิริลลี ใน Ting Xie Lab, สถาบัน Stowers เพื่อการวิจัยทางการแพทย์ และการแข่งขัน Olympus BioScapes ปี 2004)พันธุกรรม “สสารมืด” อาจผลักดันการเกิดขึ้นของสายพันธุ์ใหม่การวิจัยใหม่พบ จีโนมที่ยืดยาวและทําซ้ําเหล่านี้เรียกว่า DNA ดาวเทียมในที่สุดอาจป้องกันไม่ให้สัตว์ที่เข้ากันไม่ได้ผสมพันธุ์โดยการแย่งโครโมโซมในทารกลูกผสมของพวกเขาตามการศึกษา และถ้าสัตว์จาก
ประชากรที่แตกต่างกันไม่สามารถผสมพันธุ์ได้พวกมันจะแตกต่างไปตามกาลเวลาซึ่งนําไปสู่การสเปก
เพียง 1% ของตัวอักษร 3 พันล้านตัวหรือนิวคลีโอไทด์ในจีโนมของมนุษย์ทําให้โปรตีนที่กําหนดลักษณะเช่นสีตาและความสูง การยืดดีเอ็นเออื่น ๆ อาจบอกร่างกายว่ามีโปรตีนกี่สําเนาที่จะสร้างหรือเปิดหรือปิดยีนในเนื้อเยื่อต่าง ๆ รวมถึงหน้าที่อื่น ๆ แต่เกือบ 10% ของจีโนมมนุษย์ประกอบด้วยดีเอ็นเอดาวเทียมที่ยืดยาวและทําซ้ําซึ่งเป็นเวลาหลายปีที่นักวิทยาศาสตร์ไม่ได้คิดอะไรมาก Madhav Jagannathan ผู้เขียนร่วมของการศึกษากล่าวว่าปัจจุบันเป็นผู้ช่วยศาสตราจารย์ที่ ETH Zurich Institute of Biochemistry ในสวิตเซอร์แลนด์
ที่เกี่ยวข้อง: ยีนของสัตว์ประหลาดในทะเลอายุ 500 ล้านปีอาศัยอยู่ในตัวเรา”การทําซ้ําดีเอ็นเอดาวเทียมมีมากมายในสปีชีส์และพบเห็นได้อย่างกว้างขวางในยูคาริโอต” หรือรูปแบบชีวิตที่มีนิวเคลียสของเซลล์ Jagannathan บอกกับ Live Science ในอีเมล “อย่างไรก็ตาม เรื่องนี้พวกเขาส่วนใหญ่ถูกไล่ออกว่าเป็นดีเอ็นเอขยะ”
อย่างไรก็ตามในการศึกษาในปี 2018 Jagannathan ซึ่งตอนนั้นอยู่ที่สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT) และอดีตที่ปรึกษาหลังปริญญาเอกของเขานักชีววิทยา Yukiko Yamashita ที่ MIT ได้ค้นพบว่า DNA บางส่วนนี้มีจุดประสงค์ที่สําคัญ: มันจัดระเบียบ DNA ภายในนิวเคลียสของเซลล์ การศึกษาดังกล่าวพบว่าโปรตีนบางชนิดจับโมเลกุลดีเอ็นเอและจัดเรียงพวกมันไว้ในกลุ่มโครโมโซมที่อัดแน่นไปด้วยหนาแน่นที่เรียกว่าโครโมเซนเตอร์ พวกเขาพบ DNA ดาวเทียมบอกโปรตีนที่จับได้เหล่านี้ถึงวิธีการมัดและจัดระเบียบโครโมโซม
ในการศึกษาใหม่ล่าสุดที่ตีพิมพ์เมื่อวันที่ 24 กรกฎาคมในวารสารอณูชีววิทยาและวิวัฒนาการ Jagannathan และ Yamashita พบอีกบทบาทหนึ่งสําหรับ DNA ของดาวเทียม: การขับเคลื่อนการ speciation ทีมกําลังตรวจสอบความอุดมสมบูรณ์ในแมลงวันผลไม้สายพันธุ์แมลงวันแมลงหวี่เมลาโนกาสเตอร์ เมื่อนักวิจัยลบยีนที่รหัสสําหรับโปรตีนที่เรียกว่า prod ซึ่งจับกับ DNA ดาวเทียมเพื่อสร้างโครโมเซนเตอร์โครโมโซมของแมลงวันก็กระจัดกระจายอยู่นอกนิวเคลียส หากไม่มีความสามารถในการจัดระเบียบโครโมโซมอย่างถูกต้องแมลงวันก็ตาย
ตัวอ่อนแมลงวันอายุ 2 ชั่วโมงที่มี DNA แสดงเป็นสีแดงโปรตีนส่งสัญญาณที่เรียกว่า Bicoid
ในสีน้ําเงินและโปรตีนอื่น (Hunchback) แสดงเป็นสีเขียวซึ่งมีบทบาทสําคัญในความแตกต่างของศีรษะและทรวงอก การวิจัยใหม่แสดงให้เห็นว่าดีเอ็นเอดาวเทียมอาจมีบทบาทในตัวอ่อนแมลงวันผลไม้ดังกล่าวที่พัฒนาตามปกติ แมลงวันของสายพันธุ์ต่าง ๆ ที่มีโปรตีนที่จับกับดีเอ็นเอดาวเทียมที่เข้ากันไม่ได้จะมีเซลล์ที่มีนิวเคลียส misshapen และโครโมโซมกระจายอยู่ทั่วเซลล์ (เครดิตภาพ: โทมัสเกรเกอร์ / มหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน / NIGMS)
นี่เป็นเรื่องที่น่าสนใจ Jagannathan กล่าวว่าเพราะโปรตีนที่ถูกลบนั้นเป็นเอกลักษณ์ของ D. melanogaster นั่นหมายความว่าลําดับดีเอ็นเอดาวเทียมที่พัฒนาอย่างรวดเร็วเหล่านี้จะต้องมีโปรตีนที่พัฒนาอย่างรวดเร็วซึ่งจับกับพวกมันด้วย
เพื่อทดสอบความคิดนี้ Jagannathan ได้เพาะพันธุ์ตัวเมีย D. melanogaster กับเพศชายของสายพันธุ์ที่แตกต่างกันคือแมลงหวี่ simulans ตามที่คาดไว้ลูกผสมมีอายุไม่นาน เมื่อนักวิจัยมองเข้าไปในเซลล์ของแมลงวันพวกเขาเห็นนิวเคลียส misshapen ที่มี DNA กระจัดกระจายไปทั่วเซลล์เช่นเดียวกับที่พวกเขามีเมื่อพวกเขาลบโปรตีน prod ในการทดลองครั้งก่อน
แล้วทําไมถึงหมายความว่าดีเอ็นเอดาวเทียมสามารถผลักดันการ speciation ได้? ทีมสงสัยว่าหากดีเอ็นเอดาวเทียมวิวัฒนาการอย่างรวดเร็วและสิ่งมีชีวิตสองชนิดสร้างโปรตีนที่จับกับดีเอ็นเอจากดาวเทียมที่แตกต่างกันพวกมันจะไม่ผลิตลูกหลานที่มีสุขภาพดี เนื่องจากโปรตีนที่มีผลผูกพันของโครโมเซนเตอร์และส่วนดีเอ็นเอดาวเทียมมีวิวัฒนาการแตกต่างกันในประชากรหรือสปีชีส์ที่แยกจากกันความไม่ลงรอยกันนี้อาจเกิดขึ้นค่อนข้างเร็ว
เพื่อทดสอบสมมติฐานนี้พวกเขากลายพันธุ์ยีนที่มีผลผูกพันดีเอ็นเอของดาวเทียมซึ่งนําไปสู่ความไม่ลงรอยกันในพ่อแม่ทั้งสอง เมื่อพวกเขาเขียนจีโนมของแมลงวันใหม่เพื่อให้เข้ากันได้พวกมันจะผลิตลูกผสมที่ดีต่อสุขภาพ ความขัดแย้งของดีเอ็นเอดาวเทียมดังกล่าวอาจเป็นปัจจัยสําคัญในวิวัฒนาการของสายพันธุ์ใหม่ Jagannathan สงสัย เขาหวังว่าการวิจัยเพิ่มเติมจะสามารถทดสอบรูปแบบของความไม่ลงรอย บาคาร่าเว็บตรง
