Από τους μικροσκοπικούς όρχεις μύγες, νέα εικόνα για το πώς προκύπτουν τα γονίδια

Σε μια πρωτοποριακή μελέτη, οι επιστήμονες έχουν ανακαλύψει έναν νέο μηχανισμό για την εμφάνιση των γονιδίων στους όρχεις μικροσκοπικών μύγες φρούτων. Αυτό το αξιοσημείωτο εύρημα φωτίζει τη μυστηριώδη προέλευση των νέων γονιδίων, μια θεμελιώδη διαδικασία στην εξέλιξη της βιολογικής πολυπλοκότητας.

Η ερευνητική ομάδα, με επικεφαλής τη Δρ. Άννα-Σοφία Fiston-Lavier από το Πανεπιστήμιο της Γενεύης στην Ελβετία, επικεντρώθηκε στους όρχεις της Drosophila Melanogaster, κοινώς γνωστού ως Fruit Fly. Αυτά τα λεπτά όργανα διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο στην αναπαραγωγή, παράγοντας κύτταρα σπέρματος που φέρουν τις γενετικές πληροφορίες που απαιτούνται για την ανάπτυξη των απογόνων.

Αυτό που ενθουσιάστηκε οι ερευνητές ήταν η παρουσία ενός συστάδας μυστηριώδους αλληλουχιών DNA μέσα στους όρχεις της μύγας φρούτων. Αυτές οι αλληλουχίες, που ονομάστηκαν "pirnas ειδικά για όρχεις", βρέθηκαν να είναι ιδιαίτερα δραστικά στην παραγωγή μικρών μορίων RNA. Αυτά τα μικροσκοπικά RNAs, γνωστά ως pirnas, έχουν εμπλακεί σε διάφορες βιολογικές διεργασίες, συμπεριλαμβανομένης της σίγασης των μεταφερόμενων στοιχείων (TES) - τεμάχια κινητού DNA που μπορούν να εισέλθουν στο γονιδίωμα.

Αλλά οι επιστήμονες έκαναν μια εκπληκτική παρατήρηση:τα ειδικά για τους όρχεις PIRNAs, αντί να σιωπούν το TES, προωθούσαν στην πραγματικότητα την έκφρασή τους. Περαιτέρω ανάλυση αποκάλυψε ότι αυτά τα pIRNAs στοχεύουν ειδικά και ενεργοποίησαν ένα υποσύνολο TE που είχαν συσσωρεύσει μεταλλάξεις, καθιστώντας τους αβλαβείς.

Αυτό το ενδιαφέρον εύρημα οδήγησε τους ερευνητές να προτείνουν ένα νέο μοντέλο για την εμφάνιση των γονιδίων. Υποδεικνύουν ότι τα ειδικά για τους όρχεις PIRNAs, ενεργοποιώντας αυτά τα μεταλλαγμένα TEs, δημιουργούν νέα αντίγραφα-αντίγραφα RNA των γονιδίων-που μπορούν να υποβληθούν σε φυσική επιλογή. Με την πάροδο του χρόνου, αυτές οι μεταγραφές μπορούν να αποκτήσουν ευεργετικές μεταλλάξεις, οδηγώντας στην εξέλιξη νέων γονιδίων με λειτουργικούς ρόλους στον οργανισμό.

Η μελέτη σηματοδοτεί ένα σημαντικό βήμα προς τα εμπρός στην κατανόηση του αινιγματικού φαινομένου της εμφάνισης των γονιδίων. Αποδεικνύει ότι το TES, που συχνά θεωρείται ως γονιδιωματικά παράσιτα, μπορεί να συνεργαστεί από την εξελικτική διαδικασία για να δημιουργήσει νέες γενετικές πληροφορίες.

Αυτή η αποκάλυψη ανοίγει νέες οδούς για την εξερεύνηση των γενετικών καινοτομιών που διαμορφώνουν την ποικιλομορφία και την προσαρμογή των ειδών. Επισημαίνει επίσης το κρυφό δυναμικό των μικρών μορίων RNA στην οδήγηση της εξελικτικής αλλαγής.

Όπως καταλήγει ο Δρ Fiston-Lavier, "Τα ευρήματά μας υποδηλώνουν ότι οι όρχεις δεν είναι μόνο μικροσκοπικά όργανα για την παραγωγή σπερματοζωαρίων, αλλά και απίστευτα εργαστήρια για γενετικούς πειραματισμούς, όπου μπορούν να προκύψουν νέα γονίδια από την αλληλεπίδραση μεταξύ ΤΕ και μικρών RNA".