La scoperta di geni egoistici nel lievito di 119 milioni di anni fa illustra come il DNA parassitario influenzi l’evoluzione del genoma

La scoperta di geni egoistici di 119 milioni di anni nel lievito altera potenzialmente la nostra comprensione di come il DNA parassitario influisce sul genoma

La famiglia del gene del driver meiotico wtf è inaspettatamente persistita per oltre 100 milioni di anni. Credito: Istituto Stowers per la ricerca medica, Mark Miller

I driver meiotici sono un tipo di gene egoista. Presenti nei genomi di quasi tutte le specie, compreso l’uomo, hanno ingiustamente trasferito il loro materiale genetico a più della metà della loro prole, portando a volte all’infertilità e alla diminuzione della salute dell’organismo. A causa del loro potenziale parassitario, si credeva che la loro longevità nel tempo evolutivo fosse di breve durata, fino ad ora.

Una nuova ricerca dello Stowers Institute for Medical Research, in collaborazione con il National Institute for Biological Sciences di Pechino, in Cina, ha scoperto una famiglia di geni egoisti che è sopravvissuta per più di 100 milioni di anni, 10 volte più a lungo di qualsiasi driver meiotico mai identificato. gettando nuovi dubbi sulle credenze consolidate su come la selezione naturale e l’evoluzione affrontino queste sequenze minacciose.

“Il pensiero è sempre stato che, poiché questi geni sono così cattivi, non rimarranno nelle popolazioni per molto tempo”, ha affermato la ricercatrice associata Sarah Zanders, Ph.D. “Abbiamo appena scoperto, non è vero, che i genomi semplicemente non possono sempre sbarazzarsene”.

I driver meiotici sono così chiamati in quanto possono acquisire la capacità di “guidare” letteralmente la trasmissione dei loro geni attraverso un genoma, spesso con conseguenze negative. La selezione naturale è quindi la principale forza che contrasta i geni egoistici, favorendo le varianti genetiche che uccidono la spinta al recupero della fertilità e della salute generale di una specie.

“La selezione naturale ha una capacità limitata di rimuovere i driver meiotici da una popolazione”, ha affermato Zanders. “Immagina di tenere le prove della squadra di calcio (selezione naturale) per reclutare i migliori giocatori (geni che promuovono la forma fisica). I piloti sono giocatori che sabotano gli altri giocatori che stanno provando. I piloti fanno la squadra, ma non perché sono bravi a calcio”.

In un recente studio pubblicato in eVita il 13 ottobre 2022, guidato dal ricercatore Mickael De Carvalho, Ph.D., del Zanders Lab, e Guo-Song Jia, ricercatore pre-dottorato nel laboratorio di Li-Lin Du, Ph.D., identificato per il primo tempo in cui una famiglia di geni egoistici chiamata wtf non solo è fiorita nel lievito di fissione, Schizosaccharomyces pombe, ma è stata trasmessa a tre specie di lievito uniche che si sono discostate da S. pombe circa 119 milioni di anni fa.

“Questa scoperta è particolarmente nuova in quanto una famiglia di geni guida ha prosperato almeno dieci volte più a lungo di quanto i genetisti abbiano mai creduto possibile”, ha affermato Zanders.






Durante la meiosi, la divisione cellulare specializzata che dà origine a cellule riproduttive come spermatozoi e uova, l’eredità del materiale genetico da un insieme di cromosomi da ciascun genitore è 50/50, o ugualmente probabile per ciascuna cellula riproduttiva.

I driver meiotici nel lievito sono in effetti un parassita genetico più potente. La famiglia del gene wtf è un killer meiotico; non solo trasmettono il gene egoista a oltre il 50% della prole, ma poi distruggono le cellule riproduttive – o spore nel lievito – che non ereditano il gene pulsionale.

La selezione naturale in un genoma in genere salva una specie dai geni egoistici favorendo i geni che sopprimono o silenziano la pulsione, rendendola inutile. Il modo in cui la famiglia del gene wtf è sfuggita alla soppressione è in gran parte dovuto ai loro rapidi tassi di mutazione.

Questa persistenza altera la nostra percezione di come una specie può superare l’atteso aumento dell’infertilità che in genere porta all’estinzione. Cambia anche il modo in cui gli scienziati possono cercare e identificare famiglie di geni egoistici in diverse specie, compresi gli esseri umani.

“Fino ad ora, quando cercavo driver candidati all’interno di un genoma, non avrei considerato i geni “vecchi” come una possibilità”, ha affermato Zanders. “Poiché i geni egoisti sono i principali motori dell’evoluzione, questa nuova scoperta apre la porta per pensare a come i driver possono avere effetti persistenti a lungo termine sull’evoluzione del genoma”.


Il gene egoista agisce sia come veleno che come antidoto per eliminare la concorrenza


Maggiori informazioni:
Mickaël De Carvalho et al, La famiglia del gene del driver meiotico è inaspettatamente persistita per oltre 100 milioni di anni, eVita (2022). DOI: 10.7554/eLife.81149

Informazioni sul giornale:
eVita

Fornito da Stowers Institute for Medical Research

Citazione: La scoperta di geni egoistici di 119 milioni di anni nel lievito illustra come il DNA parassitario influisce sull’evoluzione del genoma (2022, 20 ottobre) recuperata il 25 ottobre 2022 da https://phys.org/news/2022-10-discovery-million- anno-vecchio-geni-egoistici-lievito.html

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