На рисунке показана смерть и воскрешение гена IRGM человека. Функциональный ген (зеленый) и нефункциональная мертвая копия (красный) показаны в контексте общепринятой филогении приматов. Генетический анализ показывает, что этот ген умер примерно 50 миллионов лет назад в результате генетических изменений, нарушивших его экспрессию и функцию. У всех обезьян Старого и Нового Света этот ген нефункционален. Однако у предка обезьян и человека произошли мутации, восстановившие его функцию. Это восстановление рамки считывания белка было постепенным, и некоторые виды, такие как гиббон и орангутан, несут как живую, так и мертвую копию.
(PhysOrg.com) – Исследователи обнаружили, что давно не существующий ген был воскрешен в ходе эволюции человека. Считается, что это первое свидетельство того, что обреченный ген – человеческий IRGM, борющийся с инфекцией, – возвращается в родословную человека и великой обезьяны.
Исследование, проведенное лабораторией генома Эвана Эйхлера в Вашингтонском университете и Института Говарда Хьюза, опубликовано 6 марта в журнале открытого доступа PLoS Genetics в статье, "Смерть и воскрешение человеческого гена IRGM." Первым автором исследования является Джемалеттин Бекпен, старший научный сотрудник Университета штата Вашингтон в области геномных наук.
Укороченный ген IRGM – один из двух генов этого типа, оставшихся у человека. Гены представляют собой иммунные GTPases, своего рода ген, который помогает млекопитающим противостоять микробам, таким как туберкулез и сальмонелла, которые пытаются проникнуть в клетки. В отличие от людей, у большинства других млекопитающих есть несколько генов этого типа. У мышей, например, 21 иммунная ГТФаза. Медицинский интерес к этому гену вспыхнул недавно, когда ученые связали определенные мутации IRGM с риском болезни Крона, воспалительного расстройства пищеварения.
В этом последнем исследовании исследователи реконструировали эволюционную историю локуса IRGM у приматов. Они обнаружили, что большая часть кластера генов была устранена путем перехода от нескольких копий к единственной на ранней стадии эволюции приматов, примерно 50 миллионов лет назад. Сравнение видов обезьян Старого и Нового Света предполагает, что оставшаяся копия умерла вместе с их общим предком.
Остаток гена продолжал передаваться по наследству на протяжении миллионов лет эволюции. Затем с общим предком людей и человекообразных обезьян произошло нечто неожиданное. И снова ген может быть прочитан для производства белков. Данные свидетельствуют о том, что это изменение совпало со вставкой ретровируса в геном предков.
"Ген IRGM был мертв, а затем воскрес в результате сложной серии структурных событий," Эйхлер сказал. "Эти результаты говорят нам, что не следует отсчитывать ген до тех пор, пока он не будет полностью удален."
Он добавил, что структурный анализ также предполагает замечательную функциональную пластичность генов, которые с течением времени испытывают различные эволюционные нагрузки. Такая пластичность может быть особенно полезна для генов, которые помогают бороться с новыми или недавно появившимися устойчивыми инфекционными агентами.
Дополнительная информация: Bekpen C, Marques-Bonet T, Alkan C, Antonacci F, Leogrande MB и др. (2009) Смерть и воскрешение человеческого гена IRGM. PLoS Genet 5 (3): e1000403. DOI: 10.1371 / журнал.pgen.1000403, www.плосгенетика.org / article / i … журнал.pgen.1000403
Предоставлено Вашингтонским университетом