Evolusi manusia bukan hanya lembaran musik, tetapi bagaimana itu dimainkan
DURHAM, N.C. -- Sebuah tim peneliti Duke telah mengidentifikasi sekelompok urutan DNA manusia yang mendorong perubahan dalam perkembangan otak, pencernaan, dan kekebalan yang tampaknya telah berevolusi dengan cepat setelah garis keluarga kita terpisah dari simpanse, tetapi sebelum kita berpisah dengan Neanderthal.
Otak kita lebih besar, dan nyali lebih pendek dari rekan-rekan kera kita.
"Banyak sifat yang kita anggap unik manusia, dan spesifik manusia, mungkin muncul selama periode waktu itu," dalam 7,5 juta tahun sejak perpecahan dengan nenek moyang yang sama yang kita bagikan dengan simpanse, kata Craig Lowe, Ph.D., asisten profesor genetika molekuler dan mikrobiologi di Duke School of Medicine.
Secara khusus, urutan DNA yang dimaksud, yang oleh para peneliti dijuluki Human Ancestor Quickly Evolved Regions (HAQERS), diucapkan seperti peretas, mengatur gen. Mereka adalah sakelar yang memberi tahu gen terdekat kapan harus menghidupkan dan mematikan. Temuan ini muncul 23 November di jurnalCELL.
Evolusi cepat dari wilayah genom ini tampaknya telah berfungsi sebagai penyempurnaan kontrol peraturan, kata Lowe. Lebih banyak sakelar ditambahkan ke sistem operasi manusia saat urutan berkembang menjadi wilayah peraturan, dan mereka lebih disetel dengan baik untuk beradaptasi dengan isyarat lingkungan atau perkembangan. Pada umumnya, perubahan itu menguntungkan spesies kita.
"Mereka tampaknya sangat spesifik dalam menyebabkan gen menyala, kami pikir hanya dalam jenis sel tertentu pada saat-saat perkembangan tertentu, atau bahkan gen yang menyala ketika lingkungan berubah dalam beberapa cara," kata Lowe.
Banyak inovasi genomik ini ditemukan dalam perkembangan otak dan saluran cerna. "Kami melihat banyak elemen pengatur yang menyala di jaringan ini," kata Lowe. "Ini adalah jaringan tempat manusia menyempurnakan gen mana yang diekspresikan dan pada tingkat apa."
Saat ini, otak kita lebih besar dari kera lain, dan nyali kita lebih pendek. "Orang-orang telah berhipotesis bahwa keduanya bahkan terkait, karena mereka adalah dua jaringan metabolisme yang sangat mahal untuk dimiliki," kata Lowe. "Saya pikir apa yang kita lihat adalah bahwa tidak benar-benar ada satu mutasi yang memberi Anda otak besar dan satu mutasi yang benar-benar menyerang usus, mungkin banyak dari perubahan kecil ini dari waktu ke waktu."
Untuk menghasilkan temuan baru, laboratorium Lowe berkolaborasi dengan rekan-rekan Duke Tim Reddy, seorang profesor biostatistik dan bioinformatika, dan Debra Silver, seorang profesor genetika molekuler dan mikrobiologi untuk memanfaatkan keahlian mereka. Laboratorium Reddy mampu melihat jutaan sakelar genetik sekaligus dan Silver menyaksikan sakelar beraksi dalam mengembangkan otak tikus.
"Kontribusi kami adalah, jika kami dapat menyatukan kedua teknologi tersebut, maka kami dapat melihat ratusan sakelar dalam jaringan berkembang yang kompleks semacam ini, yang tidak dapat Anda dapatkan dari garis sel," kata Lowe.
"Kami ingin mengidentifikasi sakelar yang benar-benar baru pada manusia," kata Lowe. Secara komputasi, mereka dapat menyimpulkan seperti apa DNA nenek moyang manusia-simpanse itu, serta garis keturunan Neanderthal dan Denisovan yang punah. Para peneliti dapat membandingkan urutan genom kerabat simpanse lainnya berkat basis data yang dibuat dari karya perintis pemenang Nobel 2022 Svante Pääbo.
"Jadi, kita tahu urutan Neanderthal, tetapi mari kita uji urutan Neanderthal itu dan lihat apakah itu benar-benar dapat menghidupkan gen atau tidak," yang mereka lakukan puluhan kali.
"Dan kami menunjukkan bahwa, whoa, ini benar-benar saklar yang menghidupkan dan mematikan gen," kata Lowe. "Sangat menyenangkan melihat bahwa regulasi gen baru berasal dari sakelar yang sama sekali baru, bukan hanya semacam sakelar rewiring yang sudah ada."
Seiring dengan sifat-sifat positif yang diberikan HAQER kepada manusia, mereka juga dapat terlibat dalam beberapa penyakit.
Sebagian besar dari kita memiliki urutan HAQER yang sangat mirip, tetapi ada beberapa varians, "dan kami dapat menunjukkan bahwa varian tersebut cenderung berkorelasi dengan penyakit tertentu," kata Lowe, yaitu hipertensi, neuroblastoma, depresi unipolar, depresi bipolar, dan skizofrenia. Mekanisme kerjanya belum diketahui, dan penelitian lebih lanjut harus dilakukan di bidang-bidang ini, kata Lowe.
"Mungkin penyakit khusus manusia atau kerentanan spesifik manusia terhadap penyakit ini akan dipetakan secara istimewa kembali ke sakelar genetik baru yang hanya ada pada manusia," kata Lowe.
Dukungan untuk penelitian ini datang dari National Human Genome Research Institute – NIH (R35-HG011332), North Carolina Biotechnology Center (2016-IDG-1013, 2020-IIG-2109), Sigma Xi, The Triangle Center for Evolutionary Medicine dan Duke Whitehead Scholarship.
KUTIPAN: "Divergensi Urutan Adaptif Menempa Peningkat Perkembangan Saraf Baru pada Manusia," Riley J. Mangan, Fernando C. Alsina, Federica Mosti, Jesus Emiliano Sotelo-Fonseca, Daniel A. Snellings, Eric H. Au, Juliana Carvalho, Laya Sathyan, Graham D. Johnson, Timothy E. Reddy, Debra L. Silver, Craig B. Lowe. SEL, 23 November 2022. doi: 10.1016/j.sel.2022.10.016
DURHAM, N.C. -- Sebuah tim peneliti Duke telah mengidentifikasi sekelompok urutan DNA manusia yang mendorong perubahan dalam perkembangan otak, pencernaan, dan kekebalan yang tampaknya telah berevolusi dengan cepat setelah garis keluarga kita terpisah dari simpanse, tetapi sebelum kita berpisah dengan Neanderthal.
Otak kita lebih besar, dan nyali lebih pendek dari rekan-rekan kera kita.
"Banyak sifat yang kita anggap unik manusia, dan spesifik manusia, mungkin muncul selama periode waktu itu," dalam 7,5 juta tahun sejak perpecahan dengan nenek moyang yang sama yang kita bagikan dengan simpanse, kata Craig Lowe, Ph.D., asisten profesor genetika molekuler dan mikrobiologi di Duke School of Medicine.
Secara khusus, urutan DNA yang dimaksud, yang oleh para peneliti dijuluki Human Ancestor Quickly Evolved Regions (HAQERS), diucapkan seperti peretas, mengatur gen. Mereka adalah sakelar yang memberi tahu gen terdekat kapan harus menghidupkan dan mematikan. Temuan ini muncul 23 November di jurnalCELL.
Evolusi cepat dari wilayah genom ini tampaknya telah berfungsi sebagai penyempurnaan kontrol peraturan, kata Lowe. Lebih banyak sakelar ditambahkan ke sistem operasi manusia saat urutan berkembang menjadi wilayah peraturan, dan mereka lebih disetel dengan baik untuk beradaptasi dengan isyarat lingkungan atau perkembangan. Pada umumnya, perubahan itu menguntungkan spesies kita.
"Mereka tampaknya sangat spesifik dalam menyebabkan gen menyala, kami pikir hanya dalam jenis sel tertentu pada saat-saat perkembangan tertentu, atau bahkan gen yang menyala ketika lingkungan berubah dalam beberapa cara," kata Lowe.
Banyak inovasi genomik ini ditemukan dalam perkembangan otak dan saluran cerna. "Kami melihat banyak elemen pengatur yang menyala di jaringan ini," kata Lowe. "Ini adalah jaringan tempat manusia menyempurnakan gen mana yang diekspresikan dan pada tingkat apa."
Saat ini, otak kita lebih besar dari kera lain, dan nyali kita lebih pendek. "Orang-orang telah berhipotesis bahwa keduanya bahkan terkait, karena mereka adalah dua jaringan metabolisme yang sangat mahal untuk dimiliki," kata Lowe. "Saya pikir apa yang kita lihat adalah bahwa tidak benar-benar ada satu mutasi yang memberi Anda otak besar dan satu mutasi yang benar-benar menyerang usus, mungkin banyak dari perubahan kecil ini dari waktu ke waktu."
Untuk menghasilkan temuan baru, laboratorium Lowe berkolaborasi dengan rekan-rekan Duke Tim Reddy, seorang profesor biostatistik dan bioinformatika, dan Debra Silver, seorang profesor genetika molekuler dan mikrobiologi untuk memanfaatkan keahlian mereka. Laboratorium Reddy mampu melihat jutaan sakelar genetik sekaligus dan Silver menyaksikan sakelar beraksi dalam mengembangkan otak tikus.
"Kontribusi kami adalah, jika kami dapat menyatukan kedua teknologi tersebut, maka kami dapat melihat ratusan sakelar dalam jaringan berkembang yang kompleks semacam ini, yang tidak dapat Anda dapatkan dari garis sel," kata Lowe.
"Kami ingin mengidentifikasi sakelar yang benar-benar baru pada manusia," kata Lowe. Secara komputasi, mereka dapat menyimpulkan seperti apa DNA nenek moyang manusia-simpanse itu, serta garis keturunan Neanderthal dan Denisovan yang punah. Para peneliti dapat membandingkan urutan genom kerabat simpanse lainnya berkat basis data yang dibuat dari karya perintis pemenang Nobel 2022 Svante Pääbo.
"Jadi, kita tahu urutan Neanderthal, tetapi mari kita uji urutan Neanderthal itu dan lihat apakah itu benar-benar dapat menghidupkan gen atau tidak," yang mereka lakukan puluhan kali.
"Dan kami menunjukkan bahwa, whoa, ini benar-benar saklar yang menghidupkan dan mematikan gen," kata Lowe. "Sangat menyenangkan melihat bahwa regulasi gen baru berasal dari sakelar yang sama sekali baru, bukan hanya semacam sakelar rewiring yang sudah ada."
Seiring dengan sifat-sifat positif yang diberikan HAQER kepada manusia, mereka juga dapat terlibat dalam beberapa penyakit.
Sebagian besar dari kita memiliki urutan HAQER yang sangat mirip, tetapi ada beberapa varians, "dan kami dapat menunjukkan bahwa varian tersebut cenderung berkorelasi dengan penyakit tertentu," kata Lowe, yaitu hipertensi, neuroblastoma, depresi unipolar, depresi bipolar, dan skizofrenia. Mekanisme kerjanya belum diketahui, dan penelitian lebih lanjut harus dilakukan di bidang-bidang ini, kata Lowe.
"Mungkin penyakit khusus manusia atau kerentanan spesifik manusia terhadap penyakit ini akan dipetakan secara istimewa kembali ke sakelar genetik baru yang hanya ada pada manusia," kata Lowe.
Dukungan untuk penelitian ini datang dari National Human Genome Research Institute – NIH (R35-HG011332), North Carolina Biotechnology Center (2016-IDG-1013, 2020-IIG-2109), Sigma Xi, The Triangle Center for Evolutionary Medicine dan Duke Whitehead Scholarship.
KUTIPAN: "Divergensi Urutan Adaptif Menempa Peningkat Perkembangan Saraf Baru pada Manusia," Riley J. Mangan, Fernando C. Alsina, Federica Mosti, Jesus Emiliano Sotelo-Fonseca, Daniel A. Snellings, Eric H. Au, Juliana Carvalho, Laya Sathyan, Graham D. Johnson, Timothy E. Reddy, Debra L. Silver, Craig B. Lowe. SEL, 23 November 2022. doi: 10.1016/j.sel.2022.10.016
Also Read More:
."¥¥¥".
."$$$".
No comments:
Post a Comment
Informations From: Pusing Blogger