Γενετικοί αλγόριθμοι αναδημιουργούν το DNA προϊστορικού θηλαστικού

36

Αμερικανοί ερευνητές κατάφεραν να «αναδημιουργήσουν» μέρος του γονιδιώματος ενός υποθετικού προγόνου των σημερινών θηλαστικών ο οποίος θα είχε ζήσει την εποχή των δεινοσαύρων πριν από 75 εκατ. χρόνια.

Η ομάδα του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια στη Σάντα Κρουζ συνέκρινε το DNA σύγχρονων θηλαστικών και στη συνέχεια χρησιμοποίησε εξελιγμένους αλγόριθμους που προσομειώνουν αντίστροφα τη διαδικασία της εξέλιξης, ώστε να καταλήξουν σε μια προγονική γενετική αλληλουχία.

Το πρωτόγονο ζώο στο οποίο κατέληξαν, θεωρητικός πρόγονος όλων των πλακουντοφόρων θηλαστικών, πιστεύεται ότι έμοιαζε με τις σημερινές μυγαλές, μικρά ζώα που θυμίζουν τρωκτικά.

Η χρήση υπολογιστικών μοντέλων είναι το μοναδικό εργαλείο που διαθέτουν οι επιστήμονες για να μελετήσουν τα γονιδιώματα προϊστορικών ζώων: Το DNA των κυττάρων αρχίζει να διασπάται μετά το θάνατο του ζώου και μέχρι σήμερα οι ερευνητές δεν έχουν καταφέρει να απομονώσουν αλληλουχίες ηλικίας μεγαλύτερης από 50.000 χρόνια.

Η νέα έρευνα αφορά ένα μικρό μόνο τμήμα του γονιδιώματος και η ακρίβειά της περιορίζεται στο 98% -σε καμία περίπτωση δεν είναι αρκετά ακριβής ώστε να οδηγήσει στη δημιουργία ενός «Ιουράσσιου Πάρκου», όπως στην ταινία του Σπίλμπεργκ.

Πολλαπλή ευθυγράμμιση

Ο Δρ Ντέιβιντ Χάουσλερ και οι συνεργάτες του μελέτησαν μια περιοχή του γονιδιώματος που ονομάζεται CFTR και περιλαμβάνει δέκα γονίδια -ένα από αυτά εμπλέκεται μάλιστα στην εκδήλωση κυστικής ίνωσης στους ανθρώπους.

Οι ερευνητές συνέκριναν την αλληλουχία του CFTR σε 19 σύγχρονα θηλαστικά, στα οποία περιλαμβάνεται ο άνθρωπος, ο γορίλλας, ο χοίρος, το άλογο και η νυχτερίδα.

«Πήραμε όλες τις αλληλουχίες από τους σημερινούς οργανισμούς και τους συγκρίναμε -δημιουργήσαμε αυτό που ονομάζουμε πολλαπλή ευθυγράμμιση» εξηγεί στο BBC ο Μάθιου Μπλανσέτ, μέλος της ερευνητικής ομάδας.

«Βασιζόμενοι στις διαφορές που παρατηρήσαμε ανάμεσα στα διαφορετικά θηλαστικά, μπορέσαμε να υπολογίσουμε, με αρκετά καλή ακρίβεια, ποιες αλλαγές θα είχαν συμβεί κατά την εξέλιξη και ποια ήταν, κατά πάσα πιθανότητα, η προγονική αλληλουχία από την οποία ξεκίνησαν όλα» συνεχίζει.

Η προγονική αλληλουχία προσφέρει περισσότερες πληροφορίες από ό,τι η απλή σύγκριση των σύγχρονων γονιδιωμάτων. «Αν βρούμε μια αλληλουχία στο ανθρώπινο γονιδίωμα που απουσιάζει από την αντίστοιχη περιοχή στο γονιδίωμα του ποντικού, δεν μπορούμε να ξέρουμε αν αυτό το τμήμα DNA εισήχθη κατά την εξέλιξη των ανθρώπων από τον πρόγονό τους ή αν διαγράφηκε στην εξέλιξη των ποντικών. Αν όμως το προγονικό γονιδίωμα είναι διαθέσιμο, η ασάφεια εξαφανίζεται» αναφέρει ο Μπλανσέτ.

Όπως σχολιάζει ο Δρ Χάουσλερ στο Nature.com, ο τελικός στόχος είναι «να κατανοήσουμε με λεπτομέρεια την ιστορία κάθε [χημικής] βάσης στο ανθρώπινο γονιδίωμα».

Η έρευνα δημοσιεύεται στο Genome Research.

Newsroom ΑΛΤΕΡ ΕΓΚΟ