Tüm Memelilerin Ortak Atasının Genomu Yapılandırılıyor

Ornitorenkten mavi balinaya kadar her modern memeli, yaklaşık 180 milyon yıl önce yaşamış ortak bir atadan geliyor.

Bu hayvan hakkında pek bir şey bilmiyoruz, ancak genomunun organizasyonu şimdi uluslararası bir araştırma ekibi tarafından sayısal olarak yeniden yapılandırıldı.

California Üniversitesi’nde evrim ve ekoloji profesörü ve makalenin kıdemli yazarı Harris Lewin, “Sonuçlarımız, memelilerin evrimini anlamak ve koruma çabaları için önemli çıkarımlara sahip.” diyor.

Araştırmacılar, bilinen 26 memeli takımından 23’ünü temsil eden 32 canlı türünden yüksek kaliteli genom dizileri çıkardılar. Bunlar, insanları ve şempanzeleri, vombatları ve tavşanları, denizayılarını, evcil sığırları, gergedanları, yarasaları ve pangolinleri içeriyordu. Analiz ayrıca karşılaştırma grupları olarak tavuk ve Çin timsah genomlarını da içeriyordu.

Bu genomlardan bazıları, Dünya BioGenom Projesi ve diğer büyük ölçekli biyoçeşitlilik genom dizileme çabalarının bir parçası olarak üretiliyor. Lewin, Dünya BioGenom Projesi Çalışma Grubuna başkanlık ediyor.

(İlgili: Bilinen En Eski Memeli, 225 Milyon Yıl Önce Yaşamış)

Yeniden yapılandırma, memeli atasının, bir organizmanın cinsiyete bağlı kromozomlar tarafından kontrol edilenlerin dışındaki özelliklerinin kalıtımını kontrol eden 19 otozomal kromozoma (bunlar çoğu hücrede eşlenir, toplamda 38 yapar) artı iki cinsiyet kromozomuna sahip olduğunu gösteriyor.

Ekip, 32 genomun tamamında aynı kromozom üzerinde aynı sırayla sürekli olarak meydana gelen 1.215 gen bloğu tanımladı. Çalışmanın ilk yazarı Joana Damas, tüm memeli genomlarının bu yapı taşlarının normal bir embriyo geliştirmek için kritik olan genleri içerdiğini söylüyor.

Kromozomlar 300 milyon yıldan fazla süredir kararlı

Araştırmacılar, memeli atasında, modern kuşların kromozomlarındaki gen dizisi aynı olan dokuz tam kromozom veya kromozom parçası buldular.

Lewin, “Bu dikkate değer bulgu, 320 milyon yıldan fazla uzun bir evrimsel zaman çerçevesi boyunca kromozomlar üzerindeki genlerin düzeninin ve oryantasyonunun evrimsel kararlılığını gösteriyor.” diyor.

Buna karşılık, bu korunmuş bloklar arasındaki bölgeler daha fazla tekrarlayan diziler içeriyordu ve genom evriminin ana itici güçleri olan kırılmalara, yeniden düzenlemelere ve dizi kopyalarına daha yatkındı.

Son araştırmaya dahil olmayan Texas A&M Üniversitesi’nden Profesör William Murphy, “Atalara ait genom rekonstrüksiyonları, seçici baskıların genomlar arasında nerede ve neden değiştiğini yorumlamak için kritik öneme sahip. Bu çalışma, kromatin mimarisi, gen regülasyonu ve bağ koruması arasında açık bir ilişki kuruyor.” diyor.

“Bu, memeli yaşam ağacı boyunca kromozom evriminde doğal seçilimin rolünü değerlendirmek için bir temel sağlıyor.”

Araştırmacılar, ortak atadan zamanda ileriye doğru ata kromozomlarını takip edebildiler ve memeli soyları arasında kromozom yeniden düzenlenme oranının farklı olduğunu buldular. Örneğin, (modern sığır, koyun ve geyiğe yol açan) geviş getiren soyunda, 66 milyon yıl önce bir asteroit çarpması dinozorları öldürüp memelilerin yükselişine yol açtığında yeniden düzenlemede bir hızlanma oldu.

Yazarlar, sonuçların, memelilerin son 180 milyon yılda değişen bir gezegende gelişmesine izin veren adaptasyonların arkasındaki genetiği anlamaya yardımcı olacağını söylüyor.

UC Davis. 27 Eylül 2022.

Makale: Joana Damas et al. 2022. Evolution of the ancestral mammalian karyotype and syntenic regions. Proceedings of the National Academy of Sciences.