Genomy živočichů se během evoluce nemění zcela náhodně. Naznačuje to analýza více než 5800 genomů z 4454 druhů, která zahrnula zástupce 19 hlavních skupin živočichů. Výzkumníci zjistili, že přestavby chromozomů často sledují omezený počet nevratných cest, přirovnaných k „evolučním dálnicím“.
Studii vedli vědci z University of Vienna a zveřejnili ji v časopise Science Advances pod názvem Topological mixing and irreversibility in animal chromosome evolution. Mezi autory jsou Darrin T. Schultz, Anna Blümel, Dženana Destanović, Ferhat Sarıgöl a Oleg Simakov. Tým vytvořil nový analytický rámec nazvaný evolutionary genome topology, tedy způsob, jak porovnávat uspořádání chromozomů napříč různými živočišnými liniemi.
Většina genomů dnes používaných ve výzkumu ukazuje především to, jaké geny organismus obsahuje. Takzvané chromozomální sestavy naproti tomu zachycují také jejich pořadí a umístění na jednotlivých chromozomech. Právě tato informace umožnila sledovat, jak se chromozomy v průběhu stovek milionů let spojovaly, rozdělovaly a jinak přeskupovaly.
Klíčový je proces, který vědci označují jako „fusion-with-mixing“, tedy splynutí chromozomů spojené s promícháním jejich genetického obsahu. Když se dva chromozomy spojí a jejich geny se vzájemně promísí, nelze tento stav podle autorů jednoduše vrátit do původní podoby. Taková změna proto zanechává trvalou stopu a může sloužit jako ukazatel společného původu různých skupin živočichů.
Porovnání genomů ukázalo, že rozdíly v počtu chromozomů mezi živočišnými skupinami vznikaly jak spojováním předkůvých chromozomů, tak jejich rozdělováním. Tyto události ale nevedly ke všem myslitelným uspořádáním. Jednotlivé linie se podle analýzy vydávaly po určitých drahách a po zásadní přestavbě už neměly přístup ke všem předchozím možnostem. Vznikaly tak odlišné oblasti pomyslného prostoru genomové architektury.
Autoři uvádějí, že tento přístup umožňuje zobrazit tisíce genomů na jediné mapě a porovnat, jakými cestami se jednotlivé skupiny vydaly po svém evolučním rozdělení. Mapa může upozornit na linie s neobvyklou stavbou genomu, například u komárů, skleněných hub nebo žížal, a pomoci určit, které z nich zaslouží podrobnější výzkum.
Výsledky samy o sobě neukazují, kam se konkrétní druhy v budoucnu vyvinou. Nabízejí však nástroj pro simulaci možných směrů změn genomové architektury a pro zkoumání toho, zda přestavby chromozomů souvisejí s regulací genů, vývojem organismu nebo rozmanitostí živočichů. Podle University of Vienna by metoda mohla být užitečná také při určování evolučně jedinečných linií, které mají význam pro ochranu biodiverzity.
Zdroj: ScienceDaily
Tento článek byl vytvořen s pomocí umělé inteligence a redakčně zkontrolován.