Lompat ke konten Lompat ke sidebar Lompat ke footer

Perspektif Baru tentang Genom Manusia Kuno

Genom dengan sendirinya seperti resep tanpa koki - penuh dengan informasi penting, tetapi membutuhkan interpretasi. Jadi, meskipun kita telah mengurutkan genom dari kerabat terdekat kita yang punah - Neanderthal dan Denisovan - masih banyak yang tidak diketahui tentang bagaimana perbedaan dalam genom kita sebenarnya mengarah pada perbedaan sifat fisik.

"Saat kami melihat genom kuno, kami tidak memiliki semua lapisan dan tanda yang biasanya kami miliki dalam sampel dari individu masa kini yang membantu kami menafsirkan regulasi dalam genom, seperti RNA atau struktur sel," kata David Gokhman. , seorang rekan postdoctoral dalam biologi di Universitas Stanford.

IMAGES

Gambar: images.theconversation.com

"Kami hanya memiliki sekuens DNA telanjang, dan yang benar-benar dapat kami lakukan hanyalah menatapnya dan berharap suatu hari kami dapat memahami artinya," katanya.

Dimotivasi oleh harapan tersebut, tim peneliti di Stanford dan University of California, San Francisco (UCSF), telah menemukan metode baru untuk mengumpulkan lebih banyak informasi dari genom manusia purba untuk berpotensi mengungkap konsekuensi fisik dari perbedaan genom antara kita dan mereka.

Pekerjaan mereka, yang diterbitkan 22 April di eLife , berfokus pada urutan yang terkait dengan ekspresi gen - proses di mana gen diaktifkan atau dibungkam, yang menentukan kapan, bagaimana dan di mana instruksi DNA diikuti. Ekspresi gen cenderung menjadi detail genetik yang menentukan perbedaan fisik antara kelompok yang berkerabat dekat.

Dimulai dengan 14.042 varian genetik yang unik untuk manusia modern, para peneliti menemukan 407 yang secara spesifik berkontribusi pada perbedaan ekspresi gen antara manusia modern dan purba. Dalam analisis lebih lanjut, mereka menentukan bahwa perbedaan lebih mungkin terkait dengan saluran vokal dan otak kecil, yang merupakan bagian dari otak kita yang menerima informasi sensorik dan mengontrol gerakan sukarela, termasuk berjalan, koordinasi, keseimbangan, dan ucapan.

"Sepertinya sangat tidak masuk akal sehingga Anda dapat menelepon seperti, 'Saya pikir kotak suara berevolusi,' dari informasi yang kami miliki," kata Dmitri Petrov, Profesor Michelle dan Kevin Douglas di Sekolah Humaniora dan Ilmu Pengetahuan, yang merupakan rekan penulis senior makalah ini dengan Gokhman dan Nadav Ahituv, seorang profesor bioteknologi di UCSF. "Prediksinya hampir fiksi ilmiah. Jika lima tahun lalu, seseorang mengatakan kepada saya bahwa ini akan mungkin, saya tidak akan mengeluarkan banyak uang untuk itu."

Jalan menuju manusia modern

Dengan sejumlah besar varian untuk diperiksa, para peneliti mengandalkan teknik yang disebut "uji reporter paralel besar-besaran" untuk menguji urutan mana yang benar-benar mempengaruhi regulasi gen. Versi mereka dari teknik ini, yang dikembangkan oleh Ahituv, melibatkan pengemasan varian urutan DNA menjadi "gen reporter" di dalam virus. Virus itu kemudian dimasukkan ke dalam sel. Jika varian itu memengaruhi ekspresi gen, gen pelapor menghasilkan molekul barcode yang mengidentifikasi dari mana sekuens DNA itu berasal. Barcode memungkinkan peneliti memindai produk dari sejumlah besar varian sekaligus.

Pada dasarnya, seluruh proses meniru versi ringkas tentang bagaimana setiap varian akan dimainkan dalam sel dalam kehidupan nyata dan melaporkan hasilnya.

Lana Harshman, seorang mahasiswa pascasarjana di UCSF dan salah satu penulis utama makalah ini, menginfeksi tiga jenis sel dengan paket varian tim. Sel-sel ini terkait dengan otak, kerangka, dan perkembangan awal - subjek yang paling mungkin mengungkap perbedaan evolusioner antara kita dan nenek moyang kita yang terbaru. Carly Weiss, seorang sarjana pascadoktoral di lab Petrov dan penulis pendamping makalah, menganalisis hasil eksperimen ini.

Secara total, para peneliti menemukan 407 urutan yang mewakili perubahan ekspresi pada manusia modern dibandingkan pendahulu kita. Di antara daftar itu, gen yang memengaruhi otak kecil dan gen yang memengaruhi kotak suara, faring, laring, dan pita suara tampaknya terlalu terwakili.

"Ini menunjukkan semacam evolusi cepat dari organ-organ itu atau semacam jalur yang khusus untuk manusia modern," kata Gokhman. Langkah selanjutnya, tambahnya, akan mencoba memahami lebih banyak tentang urutan ini dan peran yang mereka mainkan dalam evolusi manusia modern.

Bahkan dengan ketidaktahuan itu, teknik ini dengan sendirinya merupakan kemajuan yang signifikan untuk penelitian evolusi, kata Petrov.

"Ini melampaui urutan DNA dari tulang Neanderthal dan Denisovan. Ini mulai memberi makna pada perbedaan itu," kata Petrov. "Ini merupakan langkah konseptual yang penting dari hanya urutan - tanpa jaringan, tanpa sel - ke informasi biologis dan akan memungkinkan banyak penelitian di masa depan."

Powered By NagaNews.Net