新しい病気を引き起こす可能性のあるDNAの隠れた変化

新しい病気を引き起こす可能性のあるDNAの隠れた変化 ktsdesign / Shutterstock

環境がこれほど急速に変わることはめったにありません。 気候変動に加えて、私たちは大気汚染物質にさらされています。 マイクロプラスチック そして、私たちの食物中の前例のないレベルの脂肪、塩、砂糖。

環境変化は、放射線によって引き起こされる癌などの病気にすぐにつながる可能性のある、DNAに大きな深刻な突然変異を引き起こす可能性があるものの1つです。 しかし、私たちのDNAには多くの小さな隠れた突然変異も含まれています。 体が私たちを保護するために使用する遺伝的トリックのおかげで、最初は効果がありませんが、これらの「不可解な」バリエーションは何世代にもわたって蓄積され、大きな環境変化によって生き返ります。

最近の研究では、これらの不可解な変化が進化にとってどれだけ重要であるかが示されています。 彼らができる可能性があります 増大するリスクの背後 糖尿病、癌、心臓病などの問題を抱えており、新しい病気を生み出す可能性さえあります。 しかし、これらの突然変異は、医学的条件から気候変動まで、直面する問題により迅速に適応できるようにする祖先からの隠された贈り物でもあります。

自然選択のプロセスと組み合わされたDNAの変更は、種の進化を可能にするものです。 いくつかの遺伝的変異は選択的な利点を提供し、それらを持っている個人は遺伝子を生き延びて遺伝する可能性が高く、徐々にそれらを種全体に広げます。 不利な変更は、個人の生存または生殖の機会を減らし、将来の世代に引き継がれる可能性が低くなります。

変更に対するバッファ

不可解な遺伝的変異は私たちに第三の選択肢を与えます。 DNAの一部の変化はほとんどまたはまったく効果がなく、長所も短所もありませんが、世代を超えてゆっくりと構築されます。 これらのバリエーションはさまざまな方法で隠れています。 たとえば、単純な生物は、次のようなプロセスを使用して、環境の変化が生物学的機能に与える影響を減らすことができます 運河。 これは、DNAの小さな変更が目に見える違いを引き起こさないことを意味します。

時には、遺伝子がDNAのさまざまな部分に複製されることさえあるため、 システムの冗長性。 ある遺伝子の変化は、他の遺伝子によって隠されます。

複雑な生命体では、ほとんどの遺伝子の2つのバージョン(1つは母から、もう1つは父から)があるため、多くの新しいバリエーションも見えなくなります。 バージョンの1つが支配的です 他の上に。 この関係では、不可解な遺伝的変異は劣性(優性ではない)であるため、通常の条件下では表示されません。

いくつかの非常に小さな変更もあります 本当の変化を引き起こさないでください 生物の生化学に。 おそらくタンパク質の1つの成分を非常によく似たものに交換します。

これらはすべて、物理的な変化に対するバッファーとして機能し、環境に大きな変化がある場合にのみ目に見えるようになるDNAの変動の蓄積を可能にします。 進化遺伝学の分野の多くの研究者は、この不可解な遺伝的変異が、過去に新たな課題にどのように種が迅速に適応できたかという問題に答えることができると信じています。 の ガラパゴス諸島のフィンチ ダーウィンが進化論を発展させるのを助け、彼が見たさまざまな種類のフィンチの急速な創造は、職場での不可解な変化の例である可能性が非常に高い。

新しい病気を引き起こす可能性のあるDNAの隠れた変化 照明実験:蛍光グリーン E. 大腸菌の バクテリア。 KPWangkanont / Shutterstock

関係する複数世代のタイムスケールを考えると、動物または野生でこの変化を観察することは不可能です。 しかし チューリッヒ大学の研究者 最近使用された E. 大腸菌の バクテリアは進化と新しい環境への適応におけるこの変化の重要性を証明します。

彼らの実験では、緑色の蛍光を発するバクテリアが黄色を発するバクテリアよりも有利な人工環境を作り出しました。 研究者は、より高いレベルの潜在的変異を含む細菌コロニーが、より迅速に蛍光を発する緑色に切り替わることができることを示しました。

これはバクテリアにとっては些細な変化ではありませんでしたが、不可解な変化が種が環境変化により迅速に適応するのに役立つという概念の非常に明確な証拠です。 これは、病害抵抗性と感受性に影響を与えるより重要なシステムにおける不可解な変動の重要性を理解する上で非常に重要かもしれません。

ヴュルツブルク大学の研究者 潜在的な遺伝的変異のレベルが 髄膜炎菌、髄膜炎を引き起こす可能性のある細菌は、結果として生じる病気がどれほど有害であるかに貢献します。 このより高いレベルの変動は、細菌が血流に入るときの要因にすぎませんが、人間の喉の通常の環境には影響しません。

これらの細菌が血液中にあるときにどのように変化するかをよりよく理解することで、髄膜炎などの病気と闘うことができます。 症状がどのように発生するかをよりよく理解し、決定的に抗生物質耐性に取り組むことができます。 細菌のDNAに隠されている.

隠れたポテンシャル

私たち自身のDNAも 高レベルの不可解なバリエーション。 私たちのDNAに隠された不可解な遺伝的変異体が、環境の変化により突然それほど不可解にならない可能性は深刻な懸念です。

私たちはまだ不可解な変異の正確な影響を理解していませんが、先祖から静かに受け継がれたDNAのいくつかの変化は、すでに ぜんそく or 。 これらの変化を伴う人々にとって、車の排気ガスへの暴露は、より効果がある可能性が高いです。

ただし、解決策やDNAに隠された問題もあります。 気候変動の結果として世界が温暖化するにつれて、不可解な遺伝的変異は私たちや他の種に非常に必要なライフラインを与えることができますか? 急速に進化して適応する能力の向上は、地球温暖化と絶滅を生き延びた種の間に立っているすべてかもしれません。会話

著者について

Michael J Porter、分子遺伝学講師、 セントラルランカシャー大学

この記事はから再公開されます 会話 クリエイティブコモンズライセンスの下で 読む 原著.


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