Mehr als 10 % unseres Genoms besteht aus sich wiederholenden, bedeutungslosen Regionen des Gens
In einer Reihe von Arbeiten über mehrere Jahre hat ein Mitglied des InstitutsWhitehead Yukiko Yamashita und seine Kollegen haben bewiesen, dass sogenannte Junk-DNA nicht so nutzlos ist, wie es auf den ersten Blick scheint. Tatsächlich spielt sie in der Zelle eine wichtige Rolle: Diese DNA arbeitet mit zellulären Proteinen zusammen, um alle einzelnen Chromosomen der Zelle in einem Kern zusammenzuhalten.
Während ihrer Arbeit haben die Autoren untersucht, wie diesTeil der DNA die Fruchtbarkeit und das Überleben von Arten beeinflusst, hatten Wissenschaftler den ersten Hinweis, dass diese sich wiederholenden Sequenzen eine Rolle bei der Artbildung spielen könnten.
Um dies zu testen, löschten die Forscher ein Protein namens Prod, das an eine bestimmte Sequenz von Junk-DNA in der Fruchtfliege Drosophila melanogaster bindet, wodurch sich ihre Chromosomen außerhalb des Zellkerns in winzige Kugeln aus Zellmaterial zerstreuen und die Insekten töten.
Wenn dieses Stück "Junk"-DNA wärefür das Überleben der einen Art notwendig, bei der anderen jedoch nicht vorhanden, könnte dies bedeuten, dass die beiden Fliegenarten im Laufe der Zeit unterschiedliche Sequenzen für dieselbe Rolle entwickelt haben. Und da Junk-DNA eine Rolle dabei spielte, alle Chromosomen zusammenzuhalten, fragten sich die Forscher, ob diese evolutionären Unterschiede einer der Gründe sein könnten, warum verschiedene Arten reproduktiv inkompatibel sind.
Um zu verstehen, wie die Unterschiede in der Satelliten-DNAzu Fortpflanzungsunverträglichkeiten führen könnte, entschieden sich die Forscher, sich auf zwei Zweige des Fruchtfliegenstammbaums zu konzentrieren: das klassische Labormodell von Drosophila melanogaster und seiner nächsten Verwandten, Drosophila simulans. Diese beiden Arten haben sich vor etwa 2-3 Millionen Jahren voneinander getrennt.
Forscher können ein weibliches Drosophila melanogaster mit einem männlichen Drosophila simulans züchten, aber als Ergebnis sind die Nachkommen entweder unfruchtbar oder sterben.
Die Autoren züchteten Fliegen und untersuchten dann die GewebeNachkommen, um zu verstehen, warum dies geschieht. Als die Autoren sich die Hybridgewebe ansahen, stellten sie fest, dass ihr Phänotyp genau derselbe war, als ob jemand die "Junk"-DNA einer reinen Spezies verletzt hätte. Die Chromosomen waren eher verstreut als in einem einzigen Kern eingekapselt.
Daraus folgerten die Autoren, dass "Junk"-DNA regelmäßig mutiert und sich buchstäblich festsetztKreuzungsstrategie für verschiedene Arten.
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