新维度添加到我们的基因突变和生物进化的理解

在生物进化,我们知道它是所有关于适者生存:生物体发展遗传性状,使他们更好地适应物理环境更容易茁壮成长,因此他们赢得的基因传递给后代。

从longer-beaked加拉帕戈斯岛雀研究生物学家查尔斯·达尔文,使他们能够更有效地抢夺昆虫,一些人类的能力可以消化牛奶,自然选择的过程导致遗传差异,给一些生物胜过他人。

新的研究由多伦多大学的米西索加生物学助理教授亚历克斯·n·阮英航增加了重要的元素对我们理解基因在进化过程中相互作用的方式。

阮英航是背后的首席调查员这个月发表在《华尔街日报》的研究科学。基因突变的首开先河的研究表明,不同的组合可以在进化过程产生影响——这一发现可以个性化药物和疫苗设计等领域受益。

“进化是一种力量,使所有生活在这个星球上,“阮英航说。

“理解多少我们可以预测适应被许多人在这个领域的浓厚的兴趣。”

适应可以比作爬山。路径采取各种可能的山峰被认为由于连续变异,和不规则的地形可以归因于特定组合获得的突变。但是科学家预测如何通向山顶吗?

“有巨大的影响,如果我们能算出在未来会发生什么生物。”

UTM的annb实验室Nguyen英航和他的研究团队探索基因突变细胞中使用下一代技术及其对发展的影响。这些包括高通量合成生物学——设计新的生物系统或改变现有的研究目的,一个书桌大小的机器人,可以处理大量的生物样本。

他开始研究五年前当他是一个哈佛大学的博士后研究员德赛实验室。在那里,他与克里斯托弗Bakerlee,他是这项研究的首席研究员。

在一起,阮英航和Bakerlee使用CRISPR基因编辑技术改变基因在酵母细胞,基因工程研究中常用的,因为它与人类共享一些基因。

他们共事10错义突变,畸变的DNA代码改变氨基酸的生产。被认为是生命的基石,氨基酸形成蛋白质分子结合,进行从伤口愈合提供能量使抗体。

实验过程测试这些突变- 1024的所有可能的组合。科学家们想确定基因之间的相互作用如何影响某些遗传性状的表达。

阮英航UTM完成最后一年的研究,分析和解释数据。这项研究表明,进化经常与负样本的基因突变组合它们之间的协同作用。这个行为在酵母的进化潜力在消极方面,例如,通过减缓他们的适应速度。

发现教义背道而驰,所有生物适应展开以可预测的方式由于某种未知生物法。

相反,通过时间积累起来的突变组合决定未来一个生物体的进化潜力。

此外,他说,它挑战遗传研究的主流观点,我们应该研究一个基因突变。

检查结合突变可以帮助我们理解疾病和导致更精确的医学。

“我们显示,为了让我们有一个全面了解基因如何行为,“阮英航说”的组合突变可能是非常重要的。”

参考:Bakerlee克里斯托弗·W。Nguyen英航Alex N。我,Shulgina卡特林娜,罗哈斯Echenique何塞。,德赛迈克尔·m .的上位导致全球fitness-correlated趋势。科学。2022,376 (6593):630 - 635。doi:10.1126 / science.abm4774。

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