Mensen blijven evolueren met de opkomst van nieuwe genen

Volgens Katie Sagaser, MS, CGC, de directeur van genetische counseling bij Juno Diagnostics in San Diego, is het nuttig om genen te zien als een reeks instructies die zich in de kern van elke cel bevinden.

“Ik vergelijk genen vaak met de hoofdstukken van een leerboek,” vertelde Sagaser Medisch nieuws vandaag. “Als we elke celkern beschouwen als een boekenkast met de essentiële instructies voor een complex project, dan verwachten we dat de boekenkast 23 paar leerboeken kan bevatten – 46 in totaal. Deze leerboeken vertegenwoordigen menselijke chromosomen geërfd van elke genetische ouder.”

Hoewel elke ouder één set van 23 ‘leerboeken’ bijdraagt, kunnen de instructies aanzienlijk verschillen.

Wanneer onderzoekers zich verdiepen in de spoelen van DNA-code die in chromosomen zijn ingebed, zeggen ze dat ze deze verschillen kunnen identificeren en beginnen te begrijpen hoe ze zich in het menselijk lichaam afspelen.

Complicerende zaken zijn het feit dat mutaties – in wezen variaties of glitches binnen DNA-sequencing – heel goed mogelijk zijn.

“Dit is het geval wanneer een baby wordt geboren met een de novo dominante genmutatie, wat betekent dat een enkele letter van de DNA-code willekeurig is veranderd op een zodanige manier dat het individu een unieke diagnose heeft die niet is geërfd van een van beide genetische ouders, ‘ legde Sagaser uit.

Een andere variabele die genetica moeilijk te voorspellen kan maken, is het feit dat variaties in de DNA-code van een persoon tijdens hun leven kunnen optreden, bijvoorbeeld als gevolg van bepaalde vormen van kanker.

“Terugdenkend aan ons voorbeeld uit de boekenkast, als iemand de taak zou krijgen om elke letter, zin, hoofdstuk en volume van een zeer dichte stapel leerboeken te transcriberen en te reproduceren, is het absoluut mogelijk dat er een transcriptiefout optreedt”, aldus Sagaser. “Soms hebben spelfouten weinig of geen gevolgen. In andere gevallen kunnen spellings- en andere transcriptiefouten de bedoelde boodschap echter totaal veranderen.”

Een paar wetenschappers – Nikolaos Vakirlisde eerste auteur van de nieuwe studie en een junior onderzoeker aan het Alexander Fleming Biomedical Sciences Research Center in Griekenland, samen met Aoife McLysaghteen senior auteur van het Trinity College Dublin in Ierland, bestuderen deze “wees” de novo-genen al jaren.

vertelde Vakirlis MNT dat ze begonnen met het kijken naar korte DNA-sequenties in het menselijk genoom.

“Dit zijn elementen van het genoom die niet als echte genen worden beschouwd en die tot voor kort grotendeels werden weggelaten uit ‘reguliere’ genomics-onderzoeken,” legde hij uit. “Echter, een recente studie had aangetoond dat sommigen van hen een belangrijke cellulaire rol lijken te spelen.”

Van daaruit probeerden Vakirlis en McLysaght vast te stellen wanneer deze sequenties voor het eerst evolueerden langs de menselijke afstamming, samen met de mechanismen waardoor ze konden ontstaan.

Ze konden in totaal 155 de novo microproteïnen vinden. Aangezien de novo-gen-opkomst nu een geaccepteerd evolutionair fenomeen is, zouden deze microproteïnen in genen kunnen ontstaan.

Vakirlis zei dat van ongeveer een derde van deze 155 de novo afkomstige microproteïnen al bekend was dat ze functioneel waren. Twee ervan waren echter strikt specifiek voor mensen en andere overlappen ook met bekende mutaties die ziekten veroorzaken.

“Wat we hebben gevonden is significant omdat het bijdraagt ​​aan ons begrip van het menselijk genoom, inclusief details van mensspecifieke genetica, zij het klein,” zei Vakirlis. “Onze bevindingen suggereren ook dat veel meer jonge maar belangrijke microproteïnen zich in menselijke cellen kunnen verbergen die alleen kunnen worden ontdekt door zorgvuldige experimenten.”

Hoewel de bevindingen een nieuw licht werpen op het menselijk genoom en nieuwe wegen voor onderzoek creëren, is het nog steeds een uitdagend gebied om te bestuderen.

“Ik denk dat de kleine omvang en de recente oorsprong erg belangrijk zijn voor deze genen, omdat ze samen de moeilijkste gevallen maken om te bestuderen,” vertelde McLysaght. MNT. “Ze staan ​​op de rand van detecteerbaarheid, zowel in vergelijkende genomics-studies als in genoomannotatie. En, zoals Nikos zei, dit werk suggereert dat er mogelijk meer niet-gewaardeerde en niet-gedetecteerde genen bestaan.”

Vakirlis zegt dat de volgende stappen waren om een ​​beter begrip te krijgen van hoe genen vanaf nul kunnen evolueren.

“We kunnen nu ook bredere studies uitvoeren naarmate er nieuwe datasets van menselijke microproteïnen beschikbaar komen, in de hoop meer evolutionair nieuwe te ontdekken,” zei hij.