DNA ของเรามีตัวบ่งชี้การทำงานของเซลล์ทั้งหมดจากเซลล์ในสมองไปจนถึงเซลล์ในกระดูกและเลือด อย่างไรก็ตามเซลล์ของเราสามารถใช้ฟังก์ชั่นพิเศษของพวกเขาได้โดยการเปิดใช้งานและปิดการใช้งานส่วนต่าง ๆ ของ DNA หรือยีนของเรา

สำหรับสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ เซลล์ของพวกเขาแยกความแตกต่างเมื่อยีนที่แตกต่างกันเปิดและปิด ในสิ่งมีชีวิตที่เรียบง่าย “สวิตช์” ของสวิตช์เหล่านี้มักจะเป็นเพียงระยะทางสั้น ๆ จากยีนที่พวกเขาเปิดใช้งานและหยุดทำงาน แต่ในสิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อนบางครั้งสวิตช์เหล่านี้จะถูกแยกออกจากยีนที่ควบคุมผ่านตัวอักษร DNA ระยะยาวและบางครั้งก็มีหมายเลขในยีนนับหมื่น

งานวิจัยล่าสุด อย่างไรก็ตามพบว่าการควบคุมยีนทางไกลในรูปแบบนี้มีขนาดใหญ่กว่าเดิมมาก โพสต์วันนี้ใน ธรรมชาติการศึกษาแสดงให้เห็นว่าสวิตช์ที่ห่างไกลเหล่านี้อาจปรากฏในการพัฒนาสัตว์ประมาณ 700 ล้านถึง 650 ล้านปีที่แล้วหรือประมาณ 150 ล้านปีก่อนหน้านี้ก่อนหน้านี้

อ่านเพิ่มเติม: พบกับหวีเยลลี่สปีชีส์ของสัตว์ทุกชนิด

ยีนที่ปลายสุดของสวิตช์

เพื่อให้การควบคุมยีนทางไกลหรือการควบคุมส่วนปลายต้องทำงาน DNA จะต้องพับหรือลูปที่ซับซ้อนขนยาว วัฏจักรเหล่านี้แยกชิ้นส่วนที่แยกจากกันของ DNA ในพื้นที่ 3 มิติทำให้สามารถสลับไปสู่การควบคุมตัวอักษร DNA นับหมื่นตัวไปยังยีนได้

มีการตั้งสมมติฐานมานานแล้วว่าความสามารถนี้เกิดขึ้นในสัตว์ที่ปรากฏขึ้นเมื่อประมาณ 500 ล้านปีที่ผ่านมาดังนั้นจึงช่วยให้พวกเขาจัดหาเซลล์สำหรับฟังก์ชั่นเฉพาะ แต่ใหม่ ธรรมชาติ การศึกษาแสดงให้เห็นว่าต้นกำเนิดของการควบคุมส่วนปลายนั้นเร็วกว่านี้ซึ่งอาจเป็นหนึ่งในบรรพบุรุษร่วมกันของสัตว์ที่มีชีวิตทั้งหมดในปัจจุบัน

“ ความคิดสร้างสรรค์นี้สามารถปรับแต่งชุดเครื่องมือทางพันธุกรรมในรูปแบบที่แตกต่างกันเช่นมีดสวิสทำให้สามารถปรับแต่งและสำรวจกลยุทธ์การเอาชีวิตรอดที่เป็นนวัตกรรมเราไม่ได้คาดหวังว่าชั้นของความซับซ้อนนี้จะเป็นเรื่องโบราณ ข่าวประชาสัมพันธ์–

อ่านเพิ่มเติม: ชีวิตทางทะเลที่มีขนาดใหญ่เป็นที่รู้จักกันว่าเป็นสัตว์ที่เก่าแก่ที่สุดในโลก

ต้นกำเนิดของสวิตช์ยีนที่ห่างไกล

เพื่อติดตามนวัตกรรมนี้ผู้เขียนการศึกษาใหม่ได้ตรวจสอบกลไกการควบคุมยีนของ 11 สายพันธุ์อิสระ สปีชีส์เหล่านี้บางชนิดมาจากเชื้อสายสัตว์ยุคแรกเช่นตระกูล C-Raising, Polyfran, Placozoans และ Cnidarians เชื้อสายเหล่านี้รวมถึงเยลลี่หวีฟองน้ำและชีวิตทางทะเลอื่น ๆ เช่นแมงกะพรุนปะการังและดอกไม้ทะเลรวมถึงสัตว์ที่ง่ายที่สุดในโลก สายพันธุ์อื่น ๆ มาจากเชื้อสายของสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวที่แบ่งปันบรรพบุรุษกับสัตว์ทุกชนิดในปัจจุบัน

“คุณสามารถค้นพบชีววิทยาใหม่ ๆ มากมายโดยดูชีวิตทางทะเลแปลก ๆ จนถึงตอนนี้เราได้เปรียบเทียบลำดับจีโนม แต่ต้องขอบคุณวิธีการใหม่เราสามารถทำได้ตอนนี้ [analyze] ตามเวอร์ชั่นผู้เขียนอีกคนหนึ่งคือ Arnau Sebe-Pedrósหัวหน้ากลุ่มที่ CRG

ในความเป็นจริงวิธีการใหม่ที่เรียกว่า micro-C ช่วยให้ผู้เขียนการศึกษาสามารถทำแผนที่ 3D แผนที่ 11 ชนิดของ DNA ตามการพับลำดับดีเอ็นเอของพวกเขา แม้ว่าลูปที่ควบคุมยีนทางไกลจะไม่ปรากฏในแผนที่ DNA ของสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว แต่พวกมันจะปรากฏในแผนที่ของ ctenophores, placozoans และ cnidarians ซึ่งบ่งบอกถึงต้นกำเนิดของกฎระเบียบส่วนปลายประมาณ 700 ล้านถึง 650 ล้านปีก่อน

น่าแปลกที่ผู้เขียนยังพิจารณาด้วยว่าโปรตีนที่แตกต่างกันช่วยสร้างลูปดีเอ็นเอในสัตว์ต่าง ๆ CTCF จัดวงจรของเชื้อสายสัตว์ในภายหลัง (เช่นปลาสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำสัตว์เลื้อยคลานนกและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม) ที่ช่วยสั่งยีนที่แตกต่างกันในชิ้นส่วนดีเอ็นเอที่แตกต่างกัน แต่โปรตีนแต่ละตัวจากตระกูลโปรตีนเดียวกัน (เช่น cten phages) (เช่น cten phages)

“ เป็นเรื่องที่น่าประทับใจที่การใช้เครื่องมือต่าง ๆ แก้ไขปัญหาเดียวกันด้วยงานนี้ตอนนี้เรารู้แล้วว่าคุณสามารถใช้โปรตีนสองตัวที่แตกต่างกันเพื่อนำ DNA ปลาย [pieces] จากการแถลงข่าวผู้เขียนอีกคนหนึ่ง Marc A. Marti-Renom หัวหน้ากลุ่มที่ CRG และ CNAG

ผู้เขียนการศึกษาเน้นว่าการวิจัยของพวกเขาช่วยติดตามวิวัฒนาการของการควบคุมจีโนมและให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับกลไกการควบคุมที่ควบคุมการทำงานของเซลล์ในมนุษย์และสัตว์

อ่านเพิ่มเติม: แมงกะพรุนที่กินสัตว์อื่นนี้ยังคงมีชีวิตอยู่ก่อนที่พืชจะวิวัฒนาการ

แหล่งที่มาของบทความ

นักเขียนของเราคือ discovermagazine.com ใช้การวิจัยที่ผ่านการตรวจสอบโดยเพื่อนและแหล่งที่มีคุณภาพสูงสำหรับบทความของเรารวมถึงการทบทวนความถูกต้องทางวิทยาศาสตร์และมาตรฐานการแก้ไข ตรวจสอบทรัพยากรต่อไปนี้ที่ใช้ในบทความนี้:

Sam Walters เป็นนักข่าวที่ครอบคลุมโบราณคดีซากดึกดำบรรพ์นิเวศวิทยาและวิวัฒนาการรวมถึงหัวข้ออื่น ๆ ที่หลากหลาย ก่อนเข้าร่วมทีม Discover ในฐานะผู้ช่วยบรรณาธิการในปี 2565 แซมศึกษาวารสารศาสตร์ที่ Northwestern University ใน Evanston รัฐอิลลินอยส์