Uno studio getta luce sull'evoluzione della complessità umana

Science Centric | 4 Novembre 2009 13:36 GMT

Un'accurata analisi di migliaia di geni e dele proteine che codificano, dimostra che gli esseri umani sono biologicamente complesse, almeno in parte, a causa del modo in cui gli esseri umani si è evoluta per affrontare licenziamenti derivanti da geni duplicati.

'Abbiamo trovato un meccanismo specifico evolutivo per tenere conto di una parte della intricata complessità biologica della nostra specie', ha detto Ariel Fernandez, professore di bioingegneria presso la Rice University. 'Si tratta di un meccanismo di coping, un processo che ci permette di affrontare le conseguenze fitness di selezione inefficiente.
E 'attiva su alcune delle nostre proteine a diventare più specializzate nel corso del tempo, e, a sua volta ci rende più complesse.'

Fernandez è l'autore principale di un documento in programma a comparire nel numero di dicembre della rivista "Genome Research.

La ricerca è disponibile online.

Fernandez ha detto lo studio ha da precedenti conclusioni del suo gruppo di ricerca e dal lavoro seminale di Michael Lynch, Distinguished Professor di Biologia presso l'Indiana University e recentemente eletto membro della National Academy of Science.
Il lavoro di Lynch ha dimostrato che la selezione naturale è meno efficace negli esseri umani in confronto con le creature più semplici come i batteri.
Questo 'inefficienza di selezione' nasce dalla taglia più piccola popolazione di esseri umani in confronto con gli organismi unicellulari.

'In tutti gli organismi, i geni ottenere ripetuto ogni tanto, per ragioni che non capiscono fino in fondo,' ha detto Fernandez. '
Quando si lavora in modo efficiente, la selezione naturale elimina molti di questi duplicati, che sono chiamati' paralogs.
' Nel nostro lavoro precedente, abbiamo visto che un insolito numero di copie del gene era sopravvissuto nel genoma umano, che ha un senso determinato l'inefficienza di selezione negli esseri umani. '

In una ricerca preliminare sulla struttura delle proteine, la squadra di Fernandez ha scoperto che alcune proteine sono confezionati più male di altri.
Inoltre, hanno scoperto che il meno efficiente Pranzo proteine sono strutturalmente stabili solo quando si legano con le proteine partner per formare complessi.

Proteine 'Questi mal confezionati sono potenziali fomentatori di disordini, quando si verifica la duplicazione del gene,' ha detto Fernandez.
'Il paralog codifica più copie della proteina che il corpo ha bisogno.
Questo si chiama un 'squilibrio dosaggio,' e può farci male.
Per esempio, lo squilibrio della dose è stata implicata nella malattia di Alzheimer e altre malattie. '

Data l'inefficienza di selezione, Fernandez sapeva che paralogs codifica mal confezionate proteine potrebbe rimanere nel genoma umano per un bel po '.
Così lui e lo studente laureato Jianpeng Chen ha deciso di esaminare se i duplicati del gene era rimasto nel genoma abbastanza a lungo da mutazioni genetiche casuali di incidere sul paralogs disuguale.
Fernandez e Chen, oggi un ricercatore senior a Pechino, Cina, cross-database analizzato sulla genomica, la struttura delle proteine, la regolazione microRNA e l'espressione della proteina in paralogs fastidioso.

'Il più questi geni duplicati stick around a causa della selezione inefficiente, il più è probabile che a subire una mutazione casuale,' ha detto Fernandez.
'Parti di ogni atto a regolare l'espressione genica di proteine - legandosi con microRNA, per esempio. Abbiamo trovato numerosi casi in cui le mutazioni casuali aveva causato paralogs essere espressi disuguale, in modo tale da rimuovere gli squilibri dosaggio dannoso. '

Lynch ha detto che un aspetto della ricerca Fernandez che è potenzialmente rivoluzionaria è la tendenza osservata di proteine ad evolvere una struttura più aperta negli organismi complessi.

'Questa osservazione concorda con la teoria generale che gli organismi di grandi dimensioni con le dimensioni della popolazione relativamente piccola - rispetto ai microbi - sono soggetti ai capricci della deriva genetica casuale, e quindi l'accumulo di mutazioni molto blandamente deleteri,' ha detto Lynch.

In linea di principio, ha detto, l'accumulo di mutazioni possono favorire una ripartizione leggermente la stabilità proteica.
Questo, a sua volta, apre le porte ad interazioni con altre proteine che possono restituire una misura di tale stabilità perduta.

'Queste sono le radici potenziale per la nascita di nuova proteina-proteina, che sono il segno distintivo di evoluzione nel complesso, specie pluricellulari,' ha detto Lynch. 'In altre parole, le origini di alcuni aspetti fondamentali dell'evoluzione di complessità possono avere le loro origini in tutto processi adattivi.'

Fernandez ha detto la ricerca rivela come sempre più specializzate proteine può evolvere.
Egli trae un analogia ad una attività che produce due piloti di consegna che inizialmente coprire le stesse parti della città ma alla fine sono specializzati per fornire solo a specifici quartieri.

'Alla fine, anche se i tempi diventano duri, non si può licenziare uno di loro, perché ognuna di esse divennero così specializzate che la vostra azienda ha bisogno di entrambi,' ha detto.

La più semplice è una creatura, le proteine meno specializzati di cui dispone. Gli esseri umani e altri mammiferi ordine superiore bisogno di molte proteine specializzate per costruire i tessuti specializzati nella loro pelle, scheletro e organi.
Anche le proteine più specializzate sono necessarie per mantenere e di regolare la loro.
Questa complessità richiede che i duplicati del jack originale di tutti i mestieri del gene essere mantenute, ma questo non avviene a meno che la selezione è inefficiente.
Questo è spesso un punto di contesa tra i sostenitori della evoluzione e disegno intelligente.


Fernandez e Chen guardò geni duplicati in tutto il genoma umano e ha scoperto che il più mal confezionato una proteina è stata, più è probabile che doveva essere distinto attraverso la specializzazione paralog.

'Questo conferma la necessità di evoluzione, perché dimostra che si può guidare con la complessità mutazioni casuali nei geni duplicati,' ha detto Fernandez. 'Ma questo implica anche che la deriva casuale deve prevalere sulla selezione darwiniana.
In altre parole, se la selezione darwiniana sono stati spietatamente efficace negli esseri umani - come è nei batteri e negli eucarioti unicellulari - allora il nostro livello di complessità non sarebbe possibile '.

Fonte: Rice University

.TEMI RILEVANTI

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(1) energia naturale (1) evoluzione del sesso (1) evoluzione e vegetali (1) evoluzione primati (1) gene procariotico (1) genomi microbici (1) interazioni (1) interazioni preda simili sulla terra e negli oceani (1) la selezione sessuale e un run-via dell'evoluzione del linguaggio (1) milioni di anni fa (1) motocondri (1) nuova era (1) nuovi metodi statistici per l'analisi genetica e analizzare i dati dagli esseri umani e altri organismi. (1) origine della vita (1) passaggio dall'acqua alla terra (1) percezione della vita (1) pesci (1) predisposizioni cognitive e fisiche per la lingua (1) reciprocità (1) sRNAs (1) selezione ha un ruolo importante da svolgere per l'evoluzione e il livello di diversità (1) studio dei collegamenti sulla variazione genetica di empatia individuale (1) telomeri sono "brevi" tratti di DNA specializzati (1)

ORDINE ALFABETICO

---- tirannosauri (1) ---- 100.000 di anni fà (1) ---- 4 (1) ---- 47 milioni di anni fa (1) ---- 700000 anni più vicini agli albori della stirpe umana (1) ---- Acoelomorpha (1) ---- algoritmi per l'evoluzione (2) ---- alimentazione (3) ---- Altruismo (1) ---- Alzheimer (2) ---- ANALISI (1) ---- analisi comportamentali (5) ---- ANTICHI LIBRI. (1) ---- Antropologia culturale (5) ---- antropologia evolutiva (4) ---- arte e cultura (3) ---- astronomia (1) ---- attivarazione dei geni (3) ---- Biologia (5) ---- Cervello (1) ---- Charles Darwin (2) ---- Conferme (4) ---- cooperazione (2) ---- datazione della terra (1) ---- denti (2) ---- Dinosauri (2) ---- DNA (13) ---- Dolore. (1) ---- Ecco come i geni di lavoro. (1) ---- empatia. (4) ---- ENERGIA (1) ---- ereditarieta (1) ---- esperimenti (3) ---- evoluzione (20) ---- evoluzione ----- due milioni di anni (2) ---- evoluzione del sesso (2) ---- EVOLUZIONE rapidita della (7) ---- F O X P 2 (39) ---- filosofia (1) ---- FIORI (3) ---- FOTO (2) ---- genetica (5) ---- geografia Umana in adeguamento (13) ---- GRUPPI ETNICI (1) ---- infezioni (1) ---- INFO (13) ---- INFO foxp2 (12) ---- INFO influenza suina (8) ---- info news genomica (1) ---- legami genetici (3) ---- linkage disequilibrium (LD) (1) ---- Megafossili (1) ---- MIGRAZIONE UMANA (3) ---- morte di Lévi-Strauss (1) ---- MUTAZIONI (5) ---- NEURONI (1) ---- NUOVE TEORIE (5) ---- organi rudimentali (1) ---- Origini Celtiche (1) ---- origini delle varie popolazioni umane (3) ---- Paleontologia (3) ---- paleontologia. ---- geologia (2) ---- pericoli (1) ---- pesci (1) ---- PROCESSORI QUANTISTICI (1) ---- PROTEINE (5) ---- prove (1) ---- provincia meridionale cinese di Guangxi (1) ---- RICERCHE (55) ---- RIPRODUZIONE (5) ---- RNA (2) ---- rove (1) ---- SCOPERTE (45) ---- Sesso (1) ---- Smalto (1) ---- SPAZIO (2) ---- STUDI (72) ---- STUDI ----MATRIMONI (1) ---- STUDI. ---- mutazioni (8) ---- studio del dolore (1) ---- TEORIA EVOLUTIVA - NEWS (12) ---- Tyrannosaurus rex (1) ---- Uccelli (3) ---- UCCELLI ---- MUTAZIONI (4) ----- due milioni di anni (2) ----- Funghi Antichi (1) ----- processi decisionali (1) -----Fair play (1) -----L'assunzione di rischi (1) -----lattasi (1) ----3 (1) ----Ardi. (1) ----complesso MRN (1) ----comunicazione nel cervello (1) ----Coordinamento (1) ----energia oscura (1) ----gene che determina il colore (3) ----genoma di un cavallo domestico (1) ----hobbit (1) ----Homo ergaster (1) ----Homo floresiensis---- (2) ----Homo habilis (1) ----Homo heidelbergensis (1) ----Homo rudolfensis (1) ----L'origine e l'evoluzione del genere Homo (1) ----Late Homo (1) ----mappatura del genoma (1) ----MATRIMONI (2) ----meccanismo che impedisce a due specie di riprodursi (1) ----Medio Homo (1) ----motore che sposta i cromosomi (1) ----Nbs1 (1) ----Neanderthal (2) ----Primi Homo (1) ----Psicologia (2) ----RNA (1) ----Storia vertrebati (1) ----studi (2) ----uomo moderno (1) 0 milioni di anni fa (1) 1 (1) 3 (1) 4 milioni di anni fa (1) Actina (1) Algoritmi per l'evoluzione (3) amare dal punto di vista antropologico evolutivo. (1) Amore (1) Analisi (2) analisi 2010. (1) analisi comportamentali (3) Analisi sui Social (1) Anoiapithecus brevirostris (1) Antropologia culturale (1) ANTROPOLOGIA DELLA COMUNICAZIONE (33) archivio (2) Azendohsaurus come Bizarre Reptile Early (1) batteri (1) Biodiversita (1) c (1) cancro (2) Cannibalismo (1) cellula sintetica (1) cellula staminali nel cervello umano in sviluppo (1) Charles Darwin (2) Charles Darwin e la teoria Alfred Russel Wallace (1) co-evoluzione della vita e ambiente. (1) comportamenti (1) cooperazione; Scienze della Terra; Meteorologia (1) Creazione di una cellula batterica controllata da una sintesi chimica del Genoma (2) Dinosauri (1) DNA mutazione (1) e resistenti contro gli effetti delle mutazioni. (1) Elenco dei periodi archeologici (1) energia naturale (1) Esplorazione (2) Evoluzione (5) evoluzione del sesso (1) evoluzione e vegetali (1) evoluzione primati (1) F O X P 2 (3) FOXP2 Origine della forma moderna del gene (3) gene procariotico (1) GenePRIMP (1) GENETICA PROVE (1) geni che controllano i tratti e che influenzano pertanto il processo di speciazione (2) geni ruolo (2) geni tipo di (2) genomi microbici (1) geografia Umana in adeguamento (2) gusto (2) HMP-microbioma umano (1) Homo sapiens origine. (1) INFO foxp2 (1) Intelligenza emotiva (EI) (1) interazioni (1) interazioni preda simili sulla terra e negli oceani (1) L'origine e l'evoluzione del genere Homo (2) La lingua come un mezzo universale simbolica (1) La mutazione in corso. (1) la selezione sessuale e un run-via dell'evoluzione del linguaggio (1) Linguaggio (1) Linguisti (1) Linguistica evolutiva (2) lotta contro il cancro (2) Migrazione umano (1) milioni di anni fa (1) motocondri (1) mutazioni in geni attivi (2) Neandertal (3) News (1) Nosmips che vivevano in Africa quasi 37 milioni di anni fa. (1) nuova era (1) nuovi metodi statistici per l'analisi genetica e analizzare i dati dagli esseri umani e altri organismi. (1) organismi: capacita di adattarsi ai cambiamenti ambientali (2) origine della vita (1) Oskar mRNA (2) passaggio dall'acqua alla terra (1) percezione della vita (1) Periodi di tempi geologici (2) Periodi evolutiuvi (2) pesci (1) predisposizioni cognitive e fisiche per la lingua (1) Qualità di prova per la famiglia-genoma (1) reciprocità (1) Ricerche (2) RIicerca (1) sapore (2) scenari evolutivi e le forze di base. (2) Scoperte (6) selezione ha un ruolo importante da svolgere per l'evoluzione e il livello di diversità (1) Software come GenePRIMP (1) Srna (1) sRNAs (1) Studi (7) studio dei collegamenti sulla variazione genetica di empatia individuale (1) Studio del dolore (1) telomeri sono "brevi" tratti di DNA specializzati (1) Teoria evolutiva (3) TRANSIZIONE EVOLUTIVA (1)