Urutan Genome Katak Xenopus tropicalis Sepupu Manusia

Tinuku
(KeSimpulan) Apa perbedaan antara kodok, ayam, tikus dan manusia? Tidak akan nampak seperti yang anda pikirkan! Demikian menurut analisis genome sequencing amfibi untuk pertama kalinya. Genome dari western clawed frog, Xenopus tropicalis, telah dianalisis oleh konsorsium internasional para ilmuwan dari 24 lembaga dan bergabung dengan sebuah model daftar organisme yang diurutkan termasuk tikus, ikan zebra, nematoda dan lalat buah.

Mengejutkan bagi peneliti adalah kedekatan genome amfibi yang menyerupai tikus dan manusia dengan sebagian besar wilayah DNA katak pada beberapa kromosom memiliki aturan gen dalam urutan yang sama seperti pada mamalia. Hasil analisis dilaporkan di Science minggu lalu.

"Terdapat megabasis sekuens di mana urutan gen hanya berubah sedikit sejak nenek moyang bersama amfibi terakhir, burung dan mamalia pada sekitar 360 juta tahun yang lalu," kata Uffe Hellsten bioinformakolog dari US Department of Energy's Joint Genome Institute di Walnut Creek, California, yang juga salah seorang anggota studi.

Namun, hubungan genomik yang dekat tidak berlaku untuk semua vertebrata. Genome ikan zebra, misalnya, menunjukkan urutan gen yang jauh berbeda. Konservasi tersebut memiliki implikasi evolusi penting. "Dengan membandingkan genome hewan-hewan yang berbeda, anda baru bisa dapat berkomentar untuk mengetahui komplemen gen yang mungkin terjadi dari leluhur berevolusi," kata Richard Harland, biolog molekuler dan perkembangan dari University of California, Berkeley, yang juga terlibat dalam studi ini.

Selain itu, pandangan bahwa genome sebagai sebuah aturan yang berkembang dengan cepat. "Saya pikir pandangan kuno itu bahwa ada banyak penataan ulang kromosom, tetapi saya pikir semakin kita menemukan bukti bahwa translokasi kromosom terjadi cukup langka," kata Harland.

Kesamaan dalam urutan genome juga memvalidasi katak sebagai model penyakit manusia. Dalam urutan kekal pada X. tropicalis, para peneliti mengidentifikasi gen sebanyak 80% mirip dengan gen manusia yang diketahui terkait dengan penyakit. "Ini akan membuat layar genetik Xenopus segera memberikan banyak manfaat," kata Frank Conlon, genetikawan dari University of North Carolina di Chapel Hill, yang tidak terlibat dalam studi tetapi turut membantu dalam menetapkan fungsi biologis gen dalam urutan.

Setelah urutan ada di tangan akan menyediakan alat penting untuk membawa sejumlah tes Xenopus pada fungsi biologis dasar (seperti pembelahan sel, ekspresi protein dan identifikasi phenotypes - fenotipe) sampai ke tingkat genome, kata Conlon.

X. tropicalis telah mendapat pijakan sebagai model organisme dalam satu dekade terakhir, tetapi bukan spesies yang paling banyak dipelajari pada katak. Sejak tahun 1940-an, sepupunya dari Afrika, Xenopus laevis, telah berjalan sebagai organisme bagi peneliti biologi sel dan perkembangan. Kedua spesies tersebut mudah berkembang biak, setelah telur besar menetas dan kecebong transparan yang sangat kondusif bagi studi tentang perkembangan dan embriologi.

Namun, X. tropicalis lebih kecil dalam ukuran dan lebih cepat dewasa empat bulan dari dua tahun jatuh tempo, sehingga menjadi pilihan yang lebih mudah dilakukan untuk penelitian yang berhubungan dengan phenotypes untuk mutasi genetik spesifik. Selain itu, karena memiliki diploid genome (dua salinan dari setiap gen) dari genome X. tropicalis, sehingga lebih mudah dibandingkan dengan urutan spesies lain daripada X. laevis, di mana sebagian besar gen hadir dalam empat salinan (tetraploid) dan bukan dua dari yang biasanya. Meskipun draft pertama dari urutan X. tropicalis dirilis pada tahun 2005, ini adalah analisis pertama yang menerbitkan genome.

Proyek sekuensing Xenopus dimulai pada tahun 2002, sebelum munculnya generasi sekuensing, dan peneliti memilih urutan X. tropicalis karena para "peneliti sangat ketakutan untuk berpikir tentang genome X. laevis," kata John Patrick, biolog perkembangan dari University of Texas di Austin. Tetapi mulai berubah. Laboratorium Patrick telah memulai sekuens X. laevis, dan laboratorium Harland merencanakan untuk melakukan hal yang sama.

Membandingkan sekuens diploid dan tetraploid dari dua spesies akan membawa wawasan tentang bagaimana dan mengapa gen bisa dilakukan duplikasi dan artinya bagi perubahan seperti yang terjadi pada sebuah organisme. "Saya tahu tidak ada vertebrata lain di mana anda bisa belajar duplikasi genome. Saya pikir itu kesempatan yang benar-benar unik bagi biolog evolusi," kata Conlon.
  1. Hellsten, U. et al. Science 328, 633-636 (2010).
  2. Katsnelson, A. Nature. doi:10.1038/news.2010.211 (29 April 2010)
Tinuku Store

No comments:

Post a Comment