‘ยีนกระโดด’ เปลี่ยนมดลูกให้หยุดวางไข่
DNA ที่สำรวจช่วยให้สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมในยุคแรก ๆสล็อตเว็บตรง ทิ้งไข่เพื่อให้กำเนิดลูกที่มีชีวิต “ยีนกระโดด” หรือองค์ประกอบที่ถ่ายทอดได้เหล่านี้ พลิกสวิตช์ของยีนหลายพันตัว ปิดยีนที่สร้างเปลือกไข่แข็ง และเปิดยีนที่ช่วยให้ทารกในครรภ์พัฒนาในมดลูก นักวิจัยรายงานการค้นพบนี้ ใน รายงานเซลล์ วัน ที่3 กุมภาพันธ์
Vincent Lynch ผู้เขียนร่วมด้านการศึกษา Vincent Lynch นักชีววิทยาด้านวิวัฒนาการที่มหาวิทยาลัยชิคาโกกล่าวว่า “องค์ประกอบที่เคลื่อนย้ายได้ … กำหนดเส้นทางใหม่เมื่อใดและที่ยีนแสดงโดยให้ข้อมูลกฎระเบียบใหม่แก่พวกเขา
ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมในยุคแรกนั้น DNA ที่เดินทางได้ย้ายไปยังจุดใหม่ในจีโนมและบรรทุกกลไกที่ยอมให้ยีนบางตัวถูกกระตุ้นเมื่อมีฮอร์โมนที่เรียกว่าโปรเจสเตอโรน ซึ่งควบคุมลักษณะต่าง ๆ ของการตั้งครรภ์ การเคลื่อนไหวเหล่านี้เปิดหรือปิดยีนในมดลูก
Lynch และทีมของเขาใช้การจัดลำดับอาร์เอ็นเอเพื่อระบุยีนที่แสดงออกมาในมดลูกของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่ตั้งครรภ์ เช่น สุนัขและสุกร และในสัตว์ที่วางไข่ รวมทั้งไก่และกบ จากนั้นนักวิจัยได้พิจารณาว่ายีนเหล่านี้ถูกเปิดหรือปิดในประวัติศาสตร์วิวัฒนาการของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเมื่อใดและอย่างไร
ยีนหลายตัวที่เปิดใช้งานช่วยให้ร่างกายของมารดารับรู้ว่าเธอกำลังตั้งครรภ์และกดภูมิคุ้มกันของร่างกายเพื่อให้ร่างกายของเธอไม่รับรู้ DNA แปลกปลอมในทารกในครรภ์และปฏิเสธมัน สัตว์ที่ตั้งครรภ์มีข้อได้เปรียบในการอุ้มลูกที่กำลังเติบโตของพวกมัน แทนที่จะวางไข่ในที่เดียว ปล่อยให้พวกมันเสี่ยงต่อผู้ล่าหรือสภาพอากาศที่ไม่แน่นอน
สมองของทารกได้รับการเปลี่ยนแปลงอย่างมากในมดลูก
สารควบคุมกิจกรรมของยีนเปลี่ยนแปลงอย่างกว้างขวางในการพัฒนาตามปกติ สมองที่กำลังพัฒนาได้รับการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วและประสานกันอย่างแน่นหนาในกระบวนการระดับโมเลกุลที่รู้จักกันเพื่อช่วยควบคุมการทำงานของยีน
การเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ใน DNA methylation ซึ่งเป็นกระบวนการที่มักจะหยุดการทำงานของยีนใกล้เคียง เกิดขึ้นในช่วงหกเดือนแรกของการพัฒนาสมอง นักวิจัยรายงานวันที่ 3 กุมภาพันธ์ในการวิจัยจีโนม นักพันธุศาสตร์ Jonathan Mill แห่งมหาวิทยาลัย Exeter ในอังกฤษและคณะได้ค้นพบโดยการตรวจสมองของทารกในครรภ์ 179 ตัว มิลล์และเพื่อนร่วมงานสงสัยอย่างยิ่งว่าการเปลี่ยนแปลงของเมทิลดีเอ็นเอที่พวกเขาสังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงของยีน
Rena Li นักประสาทวิทยาจากสถาบัน Roskamp ในซาราโซตา รัฐฟลอริดา ผู้ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการวิจัยกล่าว .
DNA methylation เป็นกระบวนการที่กลุ่มเมธิล – อะตอมของคาร์บอนที่ติดกับไฮโดรเจนสามตัว – ติดอยู่กับไซโตซีนของ DNA building block เมื่อแท็กเคมีประเภทนี้เกิดขึ้นใกล้กับยีน โดยปกติแล้วจะลดการทำงานของยีนนั้น แต่จะไม่เปลี่ยนแปลงยีนเอง
มิลล์และเพื่อนร่วมงานได้สำรวจการเกิดเมทิลเลชันที่จุดมากกว่า 400,000 จุดในจีโนม นักวิจัยพบว่าจุดมากกว่า 28,000 จุดได้รับหรือสูญเสียเมทิลเลชั่นในขณะที่สมองพัฒนาระหว่างวันที่ 23 ถึงวันที่ 184 หลังการปฏิสนธิ
ยีนบางตัวมีการเปลี่ยนแปลงระดับ DNA methylation อย่างสม่ำเสมอ คนอื่นประสบช่วงเวลาที่ลดลงหรือเพิ่มขึ้นอย่างมาก “สิ่งที่น่าทึ่งก็คือสิ่งเหล่านี้เกิดขึ้นได้เร็วแค่ไหน” มิลล์กล่าว นักวิจัยสามารถติดตามการเปลี่ยนแปลงบางอย่างที่เกิดขึ้นภายในหนึ่งวัน
ระดับ DNA methylation แตกต่างกันระหว่างตัวผู้และตัวเมียในครรภ์มากกว่า 8,000 จุด ส่วนใหญ่ — 7,538 — อยู่บนโครโมโซม X นักวิจัยคาดหวังความแตกต่างเหล่านั้นเพราะในเพศหญิงโครโมโซม X หนึ่งตัวถูกปิดและกลายเป็นเมทิลอย่างหนัก แต่มีจุดที่แตกต่างกันอีก 521 จุดระหว่างสมองของทารกในครรภ์ชายและหญิงในโครโมโซมอื่น ในจำนวนดังกล่าว ก่อนหน้านี้พบว่า 119 สมองของผู้ใหญ่ชายและหญิงมีความแตกต่างกัน ซึ่งบ่งชี้ว่าความแตกต่างเหล่านั้นอาจคงอยู่ตลอดชีวิต
ความแตกต่างอื่น ๆ นั้นไม่เสถียรนัก ในระหว่างการพัฒนา ระดับ DNA methylation ที่ 61 จุดเพิ่มขึ้นหรือลดลงในสมองของผู้หญิงแตกต่างจากในสมองของผู้ชาย ในกรณีหนึ่ง ยีนที่เรียกว่าRBPJตัวผู้และตัวเมียในครรภ์เริ่มจากระดับเมทิลเลชันในระดับเดียวกัน แต่เมื่อประมาณวันที่ 100 หลังการปฏิสนธิ ตัวเมียในครรภ์เริ่มสูญเสียเมทิลเลชันของยีน ซึ่งทราบกันดีว่ามีส่วนเกี่ยวข้องกับการพัฒนาเซลล์ประสาท ยังไม่ชัดเจนว่าการเปลี่ยนแปลงของเมทิลเลชั่นอาจทำอะไรได้บ้าง ในกรณีอื่นๆ สมองของชายและหญิงเริ่มต้นต่างกัน แต่ในที่สุดก็มาถึงระดับเดียวกันของเมทิลเลชั่น
ความแตกต่างทางเพศใน DNA methylation อาจส่งผลต่อโครงสร้างสมองและอาจเกี่ยวข้องกับความคลาดเคลื่อนของความเสี่ยงระหว่างเพศชายและเพศหญิงสำหรับความผิดปกติของพฤติกรรมและสมอง Andrew Jaffe นักชีววิทยาด้านการคำนวณที่สถาบัน Lieber เพื่อการพัฒนาสมองและโรงเรียนสาธารณสุข Johns Hopkins Bloomberg กล่าว ตัวอย่างเช่น ออทิสติกพบได้บ่อยในเด็กผู้ชายถึงห้าเท่าเช่นเดียวกับในเด็กผู้หญิง การเรียนรู้เกี่ยวกับ DNA methylation และความแตกต่างของกิจกรรมของยีนในการพัฒนาอาจช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ค้นพบว่าเหตุใดความผิดปกติจึงเกิดขึ้นกับเด็กผู้ชายบ่อยขึ้น มิลล์และเพื่อนร่วมงานพบยีนที่เกี่ยวข้องกับออทิสติกเพียงชนิดเดียวคือSHANK1ซึ่งระดับ DNA methylation แตกต่างกันระหว่างสมองที่กำลังพัฒนาของชายและหญิงสล็อตเว็บตรง
