Populaire Berichten

Editor'S Choice - 2019

DNA met eigenbelang: transponeerbaar element verovert nieuwe vliegvlieg

Anonim

Transposeerbare elementen zijn DNA-sequenties die in staat zijn hun genoompositie te veranderen door knippen en plakken of kopiëren en plakken door het enzymtransposase. Dit vermogen kan schadelijk zijn voor gastheren als transponeerbare elementen functionele genen vernietigen, maar het kan ook voordelen bieden. Vanuit evolutionair oogpunt diversificeren transposable elementen het genoom en openen ze hun kansen op aanpassing.

advertentie


DNA dat zijn gastheer gebruikt

Transposabele elementen worden ook wel egoïstische DNA-parasieten genoemd omdat ze zich verspreiden via hun gastheren, zoals mensen, dieren, planten en bacteriën, en dus zorgen voor hun eigen overleving.

Robert Kofler van het Institute of Population Genetics aan de Vetmeduni Vienna analyseerde vliegen van over de hele wereld. Hij ontdekte een fenomeen waarvan men dacht dat het zeer zeldzaam was. Kofler vond een transponeerbaar element in de vliegsoort Drosophila simulans, het zogenaamde P-element. Dit transponeerbare element was tot voor kort in D. simulans afwezig.

"Het P-element verspreidde zich al snel in D. simulans in de afgelopen vijf jaar en is waarschijnlijk via horizontale gentransfer binnengevallen.Wanneer precies de overdracht plaatsvond, is niet duidelijk", zegt hoofdauteur Kofler.

De DNA-sequentie werd niet geërfd, maar direct overgedragen van het ene organisme naar het andere. "Dit overkwam Drosophila melanogaster meer dan 60 jaar geleden.Het P-element werd binnen honderd jaar twee keer ontdekt in een nieuwe soort, daarom kunnen we aannemen dat transponeerbare elementen sneller over de soort worden getransporteerd dan we dachten."

Een transponeerbaar element verovert de wereld

Hoewel wetenschappers vonden dat het P-element in D. simulans zowel vanuit Zuid-Afrika als vanuit de VS vliegt, nemen ze aan dat er maar één overbrengingsgebeurtenis was. Gemiddeld hadden de Zuid-Afrikaanse vliegen meer P-elementen in hun genoom dan vliegen uit Florida. "Dit geeft aan dat de vliegen uit Florida, verzameld in 2010, zich in een vroeg stadium bevonden na het overdrachtsevenement De monsters uit Zuid-Afrika stammen uit 2012. Het P-element vermenigvuldigde zich aanzienlijk binnen deze twee jaar", besluit Kofler.

Snelle evolutie in het laboratorium

Het hoofd van het instituut, Christian Schlötterer, en zijn team voeren high-speed evolutie uit in het laboratorium. Ze stellen fruitvliegen bloot aan extreme omstandigheden zoals hitte, kou of UV-straling. Voor en na de blootstelling sequensen ze het genoom van de vliegen. De evolve-and-resequence-benadering maakt het mogelijk om genen te identificeren die door generaties zijn geselecteerd. De onderzoekers willen nu de verspreiding van het P-element onder dergelijke omstandigheden bestuderen.

"De ontdekking van het P-element in Drosophila simulans biedt de unieke mogelijkheid om te onderzoeken hoe de transponeerbare elementen worden gereguleerd en hoe ze overleven.We kunnen de evolutie in het lab versnellen en dus deze en andere vragen beantwoorden, " legt Schlötterer uit.

advertentie



Verhaal Bron:

Materiaal geleverd door Veterinärmedizinische Universität Wien . Opmerking: inhoud kan worden bewerkt voor stijl en lengte.


Journal Reference :

  1. Robert Kofler, Tom Hill, Viola Nolte, Andrea J. Betancourt en Christian Schlötterer. De recente invasie van natuurlijke Drosophila-simulanspopulaties door het P-element . PNAS, 11 mei 2015 DOI: 10.1073 / pnas.1500758112