Système imparfait est tout ce qui vous protège contre les parasites génétiques à détruire vos gènes

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Nous aimons à penser de l'évolution comme un processus de réglage fin, celui qui rogne loin licenciements génétiques. Le seul problème est, nous ne sommes pas des machines affiné. Nos corps regorgent de pièces qui soit ne fonctionnent plus ou sont tellement buggé que notre biologie a Macgyvered un moyen de le faire fonctionner.

Prenez notre ADN. Non, sérieusement, prendre notre ADN. Ce est surtout les ordures de toute façon. Cinquante pour cent de notre génome est composé de parasites génétiques, appelés éléments transposables ou transposons, qui se situent généralement en sommeil. Quand ils sont autorisés à se déplacer dans le génome, ils peuvent faire des ravages sur nos gènes. Ces faisceaux de séquences d'ADN voyous, surnommés gènes sauteurs, peuvent sauter dans un gène essentiel et l'interrompre, conduisant à une variété de mutations qui causent des conditions comme l'infertilité.

Nos cellules reproductrices, appelées cellules germinales, sont particulièrement sensibles aux transposons, de sorte qu'ils se appuient sur un système appelé la voie de PIWI de garder les transposons en échec. Les scientifiques ont longtemps demandé comment la voie fonctionne et pourquoi, en dépit de ses contrôles et de contrepoids, ne transposons représentent encore une si grande partie de notre génome. Comprendre le système aiderait les scientifiques démystifier l'infertilité humaine et d'autres maladies qui se produisent lorsque transposons se déchaînent.

Brandeis professeur de biologie Nelson Lau et son laboratoire a récemment publié deux études sur la voie de PIWI, court pour l'élément P induite testicule Wimpy. Lorsque la voie est bloquée dans les mouches des fruits, il en résulte de petites, les testicules et les ovaires infertiles.

Principales armes de la voie contre transposons sont des protéines Piwi et petites molécules d'ARN appelés piRNAs.

Pensez protéines Piwi les chasseurs de primes et transposon piRNAs que les affiches recherchés qui fournissent des informations essentielles sur l'ADN hors la loi. Mais les piRNAs ne offrent pas une image complète. "Cellules germinales font quelque chose de très étrange par déchiquetage qui voulait l'affiche dans un grand nombre de petites pièces», explique Lau. "Au lieu de porter toute affiche, piRNAs portent ce qui pourrait ressembler à une partie d'un nez, la moitié d'un œil ou un ruban d'une lèvre."

Tout comme un déchiqueté voulait affiche pourrait correspondre à de nombreux visages, ces petits piRNAs pourraient correspondre à de nombreux bons gènes, alors comment ne protéines Piou traquer et transposons de silence, sans faire taire bons gènes dans le processus?

Dans une étude publiée dans l'ARN, Lau et son équipe, dirigée par étudiant diplômé Josef Clark et ancien technicien Christina Post, a observé que les protéines Piwi sont prudents. Les protéines attendu jusqu'à ce qu'ils aient une bonne image composite à partir de suffisamment piRNAs avant qu'ils serrées sur le transposon

Mais cela ne signifie pas que le système est sans faille. Loin de là, l'équipe de Lau découvert.

Dans une seconde étude publiée dans Genome Research, Lau et postdocs Yuliya Sytnikova, Reazur Rahman et bioinformaticien Gung-wei Chirn observé nouveaux éléments transposables dans les cellules de mouches des fruits qui se déplacent à différentes zones du génome, affectant gènes voisins. "Nous savions tous que la voie de PIWI était actif en permanence, de sorte que la sagesse conventionnelle était qu'il faisait un travail décent garder ces transposons Under Wraps," dit Lau. "Nous finalement corrigées."

Il se avère transposons ne sont pas si facilement subjugués. Beaucoup glissé passé le système de PIWI, atterrissant sur de nouveaux spots de génome et ayant un impact gènes environnantes. Certains transposons pourraient même faire déguisements - longs ARN non-codants que Lau pense visent à tromper les protéines de Piou.

Cela peut expliquer pourquoi transposons continuent de représenter une si grande partie de notre génome, dit Lau. "La voie de PIWI fonctionne assez bien pour permettre à nos cellules germinales à développer, mais pas assez bien pour garder tous les transposons entièrement expurgés," dit-il.

Cela peut sembler un moyen inefficace pour protéger notre génome - artefact le plus important de notre corps - mais il peut être une méthode dans la folie de PIWI. Après tout, transposons ont évolué avec chaque membre du règne animal, des éponges à l'homme - il doit y avoir une raison ils sont tolérés.

Peut-être, dit Lau, un peu de malice génétique, dans les bons endroits, est bonne. Il assure la variation et la diversité génétique, ce qui est important pour une espèce de reproduire et d'évoluer.

Comme tant de notre biologie, ce ne est pas joli mais il est efficace - pour la plupart.