مطالعاتی که ژنوم حیوانات را با هم مقایسه می کنند، عموماً بر روی خود توالی DNA متمرکز هستند. یک مطالعه جدید توسط محققان دانشگاه کالیفرنیا (UC)، دیویس نشان می‌دهد که چگونه داربست‌های سه بعدی کروموزوم‌ها در بین گونه‌های مختلف گوشتخواران مرتبط است، و رویکرد جدیدی از «داربست‌نویسی مقایسه‌ای» را ارائه می‌دهد که می‌تواند برای شناسایی ژن‌های مرتبط استفاده شود. گونه ها و قرار دادن آنها در بافت. این کار که در Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شده است، همچنین قدرت مجموعه های بزرگی از ژنوم ها مانند پروژه ژنوم مهره داران و پروژه بیوژنوم زمین را نشان می دهد.
محققان مارکو کوربو، جوآنا داماس و پروفسور هریس لوین در مرکز ژنوم دیویس دانشگاه کالیفرنیا و دپارتمان تکامل و اکولوژی، به همراه مادلین برسل در دانشگاه بریگهام یانگ و موسسه اسمیتسونیان، از تکنیکی به نام Hi-C یا توالی یابی ترکیبی کروماتین برای شناسایی استفاده کردند. شکل سه بعدی مناطق کروموزوم در 11 گونه گوشتخوار از سه خانواده. آنها عبارتند از: پلنگ ابری، پلنگ، ببر، یوزپلنگ و پوما. دینگو، سگ وحشی آفریقایی و روباه قرمز؛ خرس سیاه، خرس قطبی و خرس گریزلی. این تحقیق از داده‌های پروژه ژنوم مهره‌داران، وابسته به پروژه بیوژنوم زمین، استخراج شد.
کروموزوم ها از کروماتین تشکیل شده اند که هم پروتئین ها و هم DNA را شامل می شود. ساختار کروماتین در سطوح چندگانه سازماندهی شده است: DNA خود می تواند حلقه ها را تشکیل دهد. اینها را می توان در حوزه های مرتبط با توپولوژی سازماندهی کرد. این دامنه ها به صورت محفظه ها تشکیل می شوند. و در نهایت محفظه ها قلمروهایی را در داخل کروموزوم تشکیل می دهند.
ساختار کروموزوم حفظ شده
این تجزیه و تحلیل Hi-C ترتیبات در سطح محفظه کروموزوم را بررسی کرد. این نشان می دهد که کدام ژن ها از نظر فیزیکی در فضای سه بعدی در هسته سلول به یکدیگر نزدیک هستند. نزدیک بودن به لحاظ فیزیکی می تواند بر نحوه روشن یا خاموش شدن ژن ها تأثیر بگذارد، حتی اگر از نظر توالی DNA نسبتاً دور باشند.
این تیم دریافت که برای ژن‌هایی که ارتولوگ هستند یا از نظر نسب به هم مرتبط هستند، ساختارهای کروماتین سه بعدی هم در داخل و هم در بین سه خانواده گوشتخواران، علیرغم 50 میلیون سال تکامل و بازآرایی کروموزوم، به شدت حفظ شده است. این نشان می دهد که این ژن ها برای عملکردهای مهم ژنوم کد می کنند.
نویسندگان این رویکرد مقایسه ساختارهای سه بعدی در کروموزوم ها را “داربست تایپ مقایسه ای” می نامند. این رویکرد می‌تواند شناسایی ژن‌های مرتبط در گروه‌های جانوران و گیاهان و قرار دادن آنها را در بافت درست خود آسان‌تر کند.
هدف پروژه بیو ژنوم زمین که در نوامبر 2018 راه اندازی شد، ارائه یک کاتالوگ توالی DNA کامل از تمام 1.8 میلیون گونه نامگذاری شده از گیاهان، جانوران و قارچ ها و همچنین یوکاریوت های تک سلولی است. هدف پروژه ژنوم مهره‌داران، تولید مجموعه‌های ژنوم مرجع تقریباً بدون خطا از تمام 66000 گونه مهره‌داران موجود است که مطالعه چگونگی کمک ژن‌ها به تکامل و بقای این گونه‌ها را ممکن می‌سازد.
– این بیانیه مطبوعاتی در ابتدا در وب سایت دانشگاه کالیفرنیا – دیویس منتشر شد