Cercetătorii de la Texas A&M College of Veterinary Medicine and Biomedical Sciences (VMBS) au folosit metode bazate pe inteligență artificială pentru a identifica o regiune a cromozomului X care a rămas remarcabil de stabilă la mamifere timp de milioane de ani. Rezultatele oferă o nouă perspectivă asupra modului în care speciile își mențin identitatea genetică, chiar și atunci când se produc hibridări între ele.

Dr. Nicole Foley, autoarea principală a studiului și profesor cercetător în cadrul Department of Veterinary Integrative Biosciences, a explicat că se știe deja că specii precum felinele mari, lupii, câinii și coioții, dar și balenele și delfinii, s-au încrucișat în diverse perioade, rezultând indivizi hibrizi. Ea a precizat că întrebarea importantă este cum reușesc aceste animale să rămână specii separate în ciuda acestor amestecuri de material genetic.

Amestecul de ADN între specii este frecvent în natură și poate ajuta la adaptare în condiții noi de mediu sau în fața unor agenți patogeni necunoscuți. Totuși, lipsa unor hărți detaliate ale recombinării genetice a fost mult timp un obstacol în înțelegerea modului în care selecția naturală și procesul de recombinare influențează apariția barierelor reproductive. Această amestecare a genelor îngreunează și stabilirea relațiilor evolutive corecte dintre specii.

Prin utilizarea analizelor genomice asistate de inteligență artificială, cercetătorii au reușit să descopere o zonă care funcționează ca o arhivă a evoluției mamiferelor.

O „capsulă a timpului” în genom

Un rezultat important al cercetării este identificarea unei regiuni extinse pe cromozomul X, prezentă la majoritatea speciilor de mamifere timp de peste 100 de milioane de ani. Această zonă, denumită X-linked recombination desert (XLRD), acoperă aproape 30% din cromozomul X. Ea acționează ca o barieră reproductivă și contribuie la păstrarea relațiilor evolutive reale dintre speciile de mamifere, chiar și atunci când alte părți ale genomului sunt influențate de schimburile genetice.

Dr. Nicole Foley a declarat că XLRD pare să fie o caracteristică veche și repetată în evoluția mamiferelor, având rolul unei „capsule a timpului” care păstrează informații esențiale despre istoria evolutivă. Ea a explicat că această regiune nu fusese observată până acum pentru că nu existau suficiente hărți de recombinare genetică. Atunci când cercetătorii au analizat cromozomii X din 22 de specii și au suprapus hărțile de recombinare, au observat același tipar, ceea ce indica o funcție importantă a acestei porțiuni a cromozomului.

Dr. Bill Murphy, profesor în cadrul VMBS și director al Texas A&M Center for Comparative Genomics, a adăugat că existau câteva indicii din studii anterioare, realizate pe un număr redus de specii, privind existența XLRD. Totuși, echipa a fost surprinsă să descopere cât de conservată și de veche este această regiune.

Descoperirea este semnificativă deoarece XLRD pare să aibă un rol important în procesul de speciație, prin care o specie se transformă treptat în specii diferite, prin apariția barierelor reproductive.

Rolul reproductiv al XLRD

Cercetătorii au observat și că această regiune conține un număr mare de gene implicate în reproducerea masculină și feminină, precum și în mecanismele de „oprire” a activității cromozomului X. Acest lucru sugerează că anumite mecanisme de reglare ale cromozomului X, prezente în interiorul și în jurul XLRD, ar putea avea legături cu infertilitatea, dar și cu afecțiuni umane precum sindromul ovarelor polichistice, o tulburare endocrină asociată cu probleme reproductive și metabolice.

Dr. Bill Murphy a subliniat că acest rezultat este interesant deoarece până acum se credea că barierele reproductive apar rapid și din surse genetice diferite, în funcție de grupurile de specii. El a explicat că datele studiului arată un alt scenariu, în care XLRD este o zonă importantă, implicată atât în disfuncțiile reproductive ale hibrizilor, cât și în izolarea reproductivă din natură.

Aceste descoperiri deschid noi direcții de cercetare pentru înțelegerea problemelor legate de reproducere și fertilitate la oameni și pot contribui la identificarea unor soluții în domeniu.

Sursa: eurekalert.org