Penetraciones en la evolución humana
Variación intra e interespecífica en patrones de la expresión del gene del primate
Enard, W., Khaitovich, P., Klose, J., Zöllner, S., Heissig, F., Giavalisco, P., Nieselt-Struwe, K., Muchmore, E., Varki, A., Ravid, R., Doxiadis, G.M., Bontrop, R.E., Pääbo, S.
Instituto máximo de Planck para la antropología evolutiva
(2002).
Un nuevo estudio que usa GeneChip® pone en orden vertientes se enciende en la cuestión histórica de qué nos hace únicamente humanos. Un equipo condujo por los investigadores en el instituto máximo de Planck para la antropología evolutiva ha identificado diferencias en las actividades de genes en los cerebros de los seres humanos y de los chimpancés, nuestros parientes evolutivos más cercanos.
Mientras que un golfo del comportamiento grande separa las capacidades del razonamiento y las habilidades de lengua de seres humanos de chimpancés, las diferencias entre las dos especies en un nivel genomic son minuto. La DNA del chimpancé es 98,8 por ciento de idéntico a la DNA humana. Cuando la comparación se enangosta para incluir solamente los genes (apenas una porción pequeña de nuestra DNA total), la homología alcanza 99,5 por ciento. Semejantemente, las proteínas de ambas especies son notable semejantes.
En 1975, el rey de Maria-Claire y Allan Wilson sugirieron que la diferencia dominante se pudiera encontrar de la manera que las dos especies expresan sus genes. Cuando, la prueba de la hipótesis era virtualmente imposible. Sin la secuencia del acceso al máximo del genome humano, solamente un subconjunto pequeño de genes podría ser analizado. Además, los investigadores no podían seguir las actividades más que algunos genes docena simultáneamente.
Con la terminación del primer bosquejo del genome humano y de la introducción de los órdenes de la DNA (que permiten el análisis en grande de la expresión del gene), los investigadores podrían ahora probar la hipótesis de Wilson. Un equipo condujo por Svante Pääbo en el instituto máximo de Planck para la antropología evolutiva en Liepzig, Alemania agarró el opportunity(1). Los órdenes permiten la cobertura incomparable del transcriptome (la colección de productos del gene que resulta de actividad del gene), dicen a uno de los autores del plomo del estudio, Philipp Khaitovich. "y esto es exactamente lo que buscábamos."
Khaitovich y los colegas utilizaron órdenes humanos del genome U9Ä de GeneChip para examinar las actividades de aproximadamente 12.000 genes en muestras del cerebro y del hígado de seres humanos, de chimpancés, y de orangutans. Estos investigadores también supervisaron la expresión de muestras equivalentes a partir de tres especies semejantemente relacionadas de ratones como control usando órdenes murine del genome U7Â de GeneChip .
En los experimentos de los ratones, las muestras del hígado y del cerebro rindieron resultados comparables de la expresión del gene. Los patrones de la expresión de los genes en las muestras del hígado de una especie del ratón eran similares a ésos en el hígado de una especie de cerca relacionada del ratón, y además para las muestras del cerebro.
En contraste, los tejidos finos del primate tenían dramáticamente diversos patrones de la expresión del gene. Mientras que las muestras del hígado revelaron pocas diferencias entre los seres humanos y los chimpancés, la expresión del gene en muestras del cerebro diferenció grandemente, sugiriendo una aceleración de la evolución del cerebro.
Los investigadores confirmaron esta observación llamativa funcionando los experimentos con un diverso tipo de arsenal de la DNA, de tejidos finos adicionales, y de una especie adicional del primate. Tomados juntos, sus datos indican un alza 5.5-fold en el índice del cambio en la expresión del gene del cerebro que ocurrió una cierta hora después de que los chimpancés y los seres humanos divergieran de un antepasado común. "es una primera mirada en qué nos hace a ser humano, en términos de comparar la regulación de la expresión del gene con nuestro pariente vivo más cercano," dice Khaitovich.
Él y sus compañeros de trabajo ahora están interesados en ampliar sus estudios para examinar diversas regiones del cerebro. "nuestra última meta es hacer un mapa detallado de la expresión del ser humano y los cerebros del chimpancé," él dice. Para lograr esto, los investigadores planean construir una base de datos público accesible de los resultados generados usando los órdenes de GeneChip.
los "órdenes de Affymetrix tienen varias ventajas debido a su reproductibilidad y niveles de ruidos bajos, y muy, la manera muy estandardizada de la cual se hacen," dice Khaitovich. "permiten que uno compare fácilmente entre diversos experimentos, hechos en diversas horas, que es esencial para crear tal base de datos de la expresión."
Los investigadores preven las aplicaciones múltiples para esta base de datos. Por ejemplo, podría ser utilizada para identificar los genes implicados en actividades mentales sofisticadas permitiendo a investigadores comparar la expresión del gene en las regiones del cerebro que median procesos complejos del pensamiento a la expresión en las regiones implicadas en funciones más simples. Además, la búsqueda podía ser refinada centrándose en patrones humano-especi'ficos de la expresión del gene.
Así, mientras que ayuda a respuesta una pregunta, un Khaitovich y un trabajo evolutivos fundamentales de los colegas pueden también servir como piedra el caminar para acercar a preguntas neuroscientific. La información podía ayudar a los estudios científicos básicos anticipados, así como esfuerzos terapéuticos. De hecho, es a menudo el caso que los usos innovadores de los órdenes de GeneChip rinden a penetraciones en múltiplo, y a menudo el sorprender, las áreas de la investigación.
(1) Enard, W., Khaitovich, P., Klose, J., Zöllner, S., Heissig, F., Giavalisco, P., Nieselt-Struwe, K., Muchmore, E., Varki, A., Ravid, R., Doxiadis, G.M., Bontrop, R.E., Pääbo, variación de S. Intra- e interespecífico en patrones de la expresión del gene del primate. Ciencia 296:340-343 (2002).
El autor, Marina Chicurel, Philipp entrevistado con Khaitovich en junio de 2002. Ella recibió su Ph.D. en neurobiología en la universidad de Harvard y es escritor que contribuía para la fundación, la naturaleza, y la ciencia hereditarias de la enfermedad.
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