బాన్ విశ్వవిద్యాలయం మరియు LMU మ్యూనిచ్ ఫలితాలు మునుపటి ఆలోచనలను సవాలు చేస్తాయి
జన్యువులోని కొన్ని సీక్వెన్సులు జన్యువులను ఆన్ లేదా ఆఫ్ చేయడానికి కారణమవుతాయి. ఇప్పటి వరకు, ఈ ప్రతి జన్యు స్విచ్‌లు లేదా ఎన్‌హాన్సర్‌లు అని పిలవబడేవి DNAలో దాని స్వంత స్థానాన్ని కలిగి ఉన్నాయని భావించారు. అందువల్ల ఒకే జన్యువును నియంత్రించి, శరీరంలోని వివిధ భాగాలలో స్విచ్ ఆన్ చేసినప్పటికీ, వేర్వేరు పెంచేవారు ఒకదానికొకటి వేరు చేయబడతారు. బాన్ విశ్వవిద్యాలయం మరియు LMU మ్యూనిచ్ నుండి ఇటీవలి అధ్యయనం ఈ ఆలోచనను సవాలు చేసింది. పరిణామంలో జన్యు స్విచ్‌లు ప్రధాన పాత్ర పోషిస్తాయని భావించినందున కనుగొన్నవి కూడా ముఖ్యమైనవి. ఈ అధ్యయనం సైన్స్ అడ్వాన్సెస్ జర్నల్‌లో ప్రచురించబడింది.
మొక్క మరియు జంతు రూపాల బ్లూప్రింట్ వారి DNA లో ఎన్కోడ్ చేయబడింది. కానీ జన్యువులోని ఒక చిన్న భాగం మాత్రమే – క్షీరదాలలో సుమారు రెండు శాతం – జన్యువులు, ప్రొటీన్ల తయారీకి సంబంధించిన సూచనలు ఉన్నాయి. మిగిలినవి ఎక్కువగా ఈ జన్యువులు ఎప్పుడు మరియు ఎక్కడ చురుకుగా ఉన్నాయో నియంత్రిస్తాయి: వాటి ట్రాన్స్క్రిప్ట్లలో ఎన్ని ఉత్పత్తి చేయబడతాయి మరియు ఈ ట్రాన్స్క్రిప్ట్ల నుండి ఎన్ని ప్రోటీన్లు తయారు చేయబడ్డాయి.
‘ఎన్‌హాన్సర్‌లు’ అని పిలువబడే ఈ రెగ్యులేటరీ సీక్వెన్స్‌లలో కొన్ని, మన గదిలోని కాంతిని మాడ్యులేట్ చేయడానికి ఉపయోగించే డిమ్మర్ స్విచ్‌ల వలె పని చేస్తాయి. నిజానికి, అవి నిర్దిష్ట జన్యువు యొక్క వ్యక్తీకరణను ప్రత్యేకంగా పెంచుతాయి, ఈ జన్యువు ఎక్కడ మరియు ఎప్పుడు అవసరమవుతుంది. పదనిర్మాణ శాస్త్రాన్ని నియంత్రించే జన్యువులు తరచుగా అనేక స్వతంత్ర మెరుగుదలలకు ప్రతిస్పందిస్తాయి, ప్రతి ఒక్కటి వేరే శరీర భాగంలో జన్యువు యొక్క వ్యక్తీకరణను నిర్ణయిస్తాయి.
ఎన్‌హాన్సర్‌లు నియంత్రిస్తాయి డ్రోసోఫిలా రంగు
ఇప్పటి వరకు, పెంచేవారు మాడ్యులర్‌గా భావించేవారు. ప్రతి పెంపొందించేది DNA యొక్క వివిక్త విస్తరణను ఆక్రమించిందని ఈ పదం సూచిస్తుంది. “అయితే, ఇది పూర్తిగా నిజం కాదని మేము చూపించాము” అని మరియం ముసెరిడ్జ్ వివరిస్తుంది. ఆమె నికోలస్ గోంపెల్ సమూహంలోని బాన్ ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ ఆర్గానిస్మిక్ బయాలజీలో PhD అభ్యర్థి మరియు అధ్యయనం యొక్క మొదటి రచయిత. గోంపెల్ యూనివర్శిటీ ఆఫ్ బాన్‌లోని ట్రాన్స్‌డిసిప్లినరీ రీసెర్చ్ ఏరియా (TRA) ‘లైఫ్ & హెల్త్’లో సభ్యుడు కూడా.
ఒక జన్యువు ఎలా పిలుస్తుందో పరిశోధకులు అధ్యయనం చేశారు పసుపు ఫ్రూట్ ఫ్లైలో నియంత్రించబడుతుంది డ్రోసోఫిలా. ఈ జన్యువు కీటకం గోధుమరంగు వర్ణద్రవ్యం మెలనిన్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. యొక్క కార్యకలాపాన్ని నియంత్రించే అనేక మెరుగుదలలు ఉన్నాయి పసుపు. వాటిలో ఒకటి, ఉదాహరణకు, మాగ్గోట్స్ దంతాల వర్ణద్రవ్యం కోసం బాధ్యత వహిస్తుంది, మరొకటి ఫ్లై యొక్క పొత్తికడుపుపై చారల నమూనా ఏర్పడటానికి బాధ్యత వహిస్తుంది.
“మేము ఈ రెండు పెంచేవారిని నిశితంగా పరిశీలించాము” అని ముసెరిడ్జ్ చెప్పారు. మొదటిది రెక్కలపై రంగు నమూనా ఏర్పడటాన్ని నియంత్రిస్తుంది, రెండవది తల, థొరాక్స్ మరియు ఉదరం యొక్క రంగును నియంత్రిస్తుంది. ఫ్లై యొక్క రూపాంతరం సమయంలో రెండూ ఒకే సమయంలో చురుకుగా ఉంటాయి. శరీరాన్ని పెంచే సాధనం ఊహించినట్లుగా, రెక్కలు పెంచే పరికరం నుండి DNA యొక్క వేరొక ప్రాంతంలో లేదని బృందం కనుగొంది. బదులుగా, రెండు జన్యు స్విచ్‌లకు చెందిన DNA యొక్క విస్తృతమైన ప్రాంతాలు ఉన్నాయి, అనగా అవి రెక్క మరియు శరీరం రెండింటి యొక్క వర్ణద్రవ్యాన్ని ప్రభావితం చేస్తాయి.
జన్యువులోని రెగ్యులేటరీ సీక్వెన్స్‌ల నిర్మాణం గతంలో అనుకున్నదానికంటే చాలా క్లిష్టంగా ఉందని ఫలితాలు సూచిస్తున్నాయి. పరిణామ సమయంలో లక్షణాలు ఎలా మారుతాయి అనేదానికి ఇది చాలా విస్తృతమైన చిక్కులను కలిగి ఉంది. ప్రస్తుత పరిజ్ఞానం ప్రకారం, ఈ ప్రక్రియలో పెంచేవారు కీలక పాత్ర పోషిస్తారు.
ఎవల్యూషనరీ ప్లేగ్రౌండ్‌గా ఎన్‌హాన్సర్‌లు
ఎందుకంటే అనేక ప్రొటీన్లు ఒక జీవికి చాలా ముఖ్యమైనవి కాబట్టి వాటి జన్యువులో ఉత్పరివర్తన (అనగా, ప్రొటీన్‌ను నిర్మించడానికి సూచనలను కలిగి ఉన్న DNA క్రమం) తీవ్రమైన సమస్యలను కలిగిస్తుంది లేదా నిర్దిష్ట మరణాన్ని కూడా కలిగిస్తుంది. ఫలితంగా, రెక్కలు లేదా కాళ్ల సంఖ్య వంటి శరీర ఆకృతిని నియంత్రించే జన్యువులు పరిణామ క్రమంలో అరుదుగా మారతాయి. ఎన్‌హాన్సర్‌లు ఈ సందిగ్ధత నుండి బయటపడే మార్గాన్ని అందిస్తారు: అవి పరివర్తన చెందినప్పుడు, సంబంధిత జన్యువు యొక్క కార్యాచరణ మారుతుంది, కానీ నిర్దిష్ట కణజాలంలో మరియు నిర్దిష్ట సమయంలో మాత్రమే.
“జీన్‌ను నేరుగా మార్చే ఖర్చు కంటే పెంచేవారిని మార్చడానికి అయ్యే ఖర్చు తరచుగా తక్కువగా ఉంటుంది” అని మరియం ముసెరిడ్జ్ చెప్పారు. ఇది పరిణామ సమయంలో కొత్త లక్షణాలు బయటపడటం సులభం చేస్తుంది. ఇది కేక్‌ను కాల్చడం లాంటిది: మీరు గుడ్లు, పిండి, పాలు మరియు చక్కెరను కలిపితే, మిక్సింగ్ నిష్పత్తిని బట్టి మీరు పూర్తిగా భిన్నమైన పిండిని పొందవచ్చు. ఈ రూపకంలో, పెంచేవారు పదార్ధాల పరిమాణానికి బాధ్యత వహిస్తారు, పదార్థాల రకం కాదు.
జన్యు పరివర్తన అనేది అనుకోకుండా ఒక పదార్ధాన్ని పూర్తిగా భిన్నమైన వాటితో భర్తీ చేయడం లాంటిది – ఉదాహరణకు, పిండికి బదులుగా సాడస్ట్‌ని ఉపయోగించడం. ఫలితం ఖచ్చితంగా చాలా రుచిగా ఉండదు. ఒక ఎన్‌హాన్సర్‌లో మ్యుటేషన్, మరోవైపు, పిండి మొత్తాన్ని మారుస్తుంది. “మేము అనుకున్నట్లుగా పెంచేవారు మాడ్యులర్ కాకపోతే, వాటిలో ఉత్పరివర్తనలు చాలా విస్తృత ప్రభావాలను కలిగిస్తాయని దీని అర్థం” అని ముసెరిడ్జ్ చెప్పారు. అటువంటి మ్యుటేషన్ ఒకే సమయంలో అనేక పదార్ధాల మొత్తాన్ని ప్రభావితం చేస్తుందని దీని అర్థం. ఏదేమైనప్పటికీ, పెంచేవారు తమ స్వతంత్రతను నిలుపుకోవడం మరియు వారి సీక్వెన్స్‌లు ఒకదానితో ఒకటి అల్లిన మరియు భాగస్వామ్యం చేయబడినప్పటికీ, ఒకే పదార్ధం మొత్తాన్ని నియంత్రించడాన్ని కొనసాగించడం కూడా సాధ్యమే. “మేము ఇప్పుడు ఈ అవకాశాలను మరింత వివరంగా పరిశోధించాలనుకుంటున్నాము” అని ప్రొఫెసర్ గోంపెల్ వివరించారు. “మా పరిశోధనలు ఎంత సాధారణమైనవి మరియు ఇది పరిణామ విధానాలపై మన అవగాహనను ఎలా ప్రభావితం చేస్తుందో కూడా మేము కనుగొనాలనుకుంటున్నాము.”
