ต่อไปนี้คือการค้นพบที่ยอดเยี่ยม 5 ข้อจากโครงการขนาดใหญ่เกี่ยวกับจีโนมของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม 240 ชนิด
ข้อมูลสามารถช่วยเปิดเผยความลับเกี่ยวกับสมอง วิวัฒนาการ และโรคของเราได้
นักวิทยาศาสตร์ได้ดำดิ่งสู่โลกแห่งวิวัฒนาการของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม
ทีมนักวิจัยนานาชาติกว่า 100 คนได้วิเคราะห์ข้อมูลทางพันธุกรรมจากสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม 240 สายพันธุ์ เมื่อใช้ข้อมูลนี้ นักวิทยาศาสตร์สามารถเริ่มตอบคำถามเกี่ยวกับโรคในมนุษย์ สมอง ส่วนโค้งของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมบนโลก และอื่นๆ
เรียกว่าโครงการ Zoonomia การวิจัยเกี่ยวข้องกับการรวบรวม DNA จากสายพันธุ์ต่างๆ ของต้นไม้ครอบครัวของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ซึ่งรวมถึงตัวอาร์ดวาร์ก มนุษย์ ลีเมอร์แคระหางอ้วน และสมเสร็จ ทีมรายงานในการศึกษา 11 ชิ้นในวารสาร 28 เมษายน Science
Irene Gallego Romero นักพันธุศาสตร์วิวัฒนาการของมนุษย์จากมหาวิทยาลัยเมลเบิร์น ประเทศออสเตรเลีย ซึ่งไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของงานนี้กล่าวว่า “เป็นการสำรวจสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่อยู่ข้างนอกได้ดีมาก”
สำหรับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมทุกตัว นักวิทยาศาสตร์อ่าน “ตัวอักษร” ของ DNA ที่ประกอบกันเป็นหนังสือคำสั่งทางพันธุกรรมของสัตว์หรือจีโนมของมัน ซึ่งได้รับการอธิบายเป็นครั้งแรกในปี 2020 จากนั้น ทีมงานก็จัดเรียงข้อความในหนังสือของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมแต่ละตัวและดู เพื่อความแตกต่าง นักวิจัยพบว่าข้อความบางส่วนเกือบจะเหมือนกันในทุกสายพันธุ์ที่ตรวจสอบ
จุดเหล่านี้ซึ่งส่วนใหญ่ยังคงไม่เปลี่ยนแปลงในช่วงประมาณ 100 ล้านปีของวิวัฒนาการ อาจเป็นส่วนหนึ่งของจีโนมที่ “ทำสิ่งที่สำคัญ” นักพันธุศาสตร์ Elinor Karlsson จาก Broad Institute of MIT และ Harvard และ University of Massachusetts Chan Medical School Worcester กล่าวในการสรุปข่าวเมื่อวันที่ 25 เมษายน ส่วนที่มีการเปลี่ยนแปลงมากมายก็น่าสนใจเช่นกัน เธอกล่าว และสามารถให้เบาะแสว่าสัตว์บางชนิดอาจปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมของมันได้อย่างไร
Karlsson ตระหนักดีว่า 240 สายพันธุ์ที่ทำการศึกษา ซึ่งเป็นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่มีรกทั้งหมด เป็นตัวแทนของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่มีชีวิตเพียงชิ้นเล็กๆ ประมาณ 4 เปอร์เซ็นต์ และไม่รวมสัตว์หนึ่งตัว “จะรบกวนฉันไม่รู้จบ” เธอกล่าวพร้อมกับหัวเราะ “ด้วยเหตุผลบางอย่าง เราหาแรคคูนไม่ได้”
แต่ตอนนี้ทีมมีสปีชีส์มากพอที่จะทำให้ส่วนสำคัญของจีโนมของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเป็นศูนย์ และเริ่มปะติดปะต่อเรื่องราวใหม่เกี่ยวกับวิวัฒนาการของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม รวมถึงของเราเองด้วย ต่อไปนี้เป็นข้อค้นพบ 5 ข้อที่เราคิดว่าเจ๋งเป็นพิเศษ
- การเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมของสุนัขลากเลื่อนในตำนานอาจช่วยให้มันอยู่รอดได้ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง
ในปี 1925 สุนัขลากเลื่อนชื่อ Balto ได้ช่วยส่งยารักษาโรคคอตีบให้กับเด็กๆ ในเมืองโนม รัฐอะแลสกา ซึ่งเป็นผลงานที่ทำให้เขามีชื่อเสียง เขาเป็นส่วนหนึ่งของประชากรสุนัขที่ปรับตัวเข้ากับสภาพที่โหดร้ายของภูมิภาคนี้ นักวิทยาศาสตร์เสนอในตอนนี้ การวิเคราะห์ DNA ของ Balto ซึ่งสกัดมาจากซากศพของเขา บ่งชี้ถึงสิ่งที่ทำให้สุนัขลากเลื่อนเหล่านี้แข็งแกร่งมาก
นักวิจัยรายงานว่า Balto มีความสามารถในการย่อยแป้งที่เพิ่มขึ้นและมีการกลายพันธุ์ที่อาจสร้างความเสียหายค่อนข้างน้อย นอกจากนี้เขายังเป็นสัตว์ที่มีสายเลือดน้อยกว่าสุนัขสมัยใหม่ ซึ่งเป็นสัญญาณว่าประชากรของเขามีสุขภาพที่ดีทางพันธุกรรม
นักวิทยาศาสตร์ยังได้ค้นพบความแตกต่างของยีนที่เชื่อมโยงกับการพัฒนาของกระดูกและผิวหนัง พวกเขาไม่สามารถบอกได้แน่ชัดว่าสายพันธุ์เหล่านี้มีข้อดีอะไรบ้าง แต่เป็นไปได้ว่าพวกเขาให้แผ่นรองฝ่าเท้าที่แข็งแรงของ Balto ที่ช่วยให้เขาทนต่อความหนาวเย็นและน้ำแข็งได้ Heather Jay Huson ผู้ร่วมวิจัย ซึ่งเป็นนักพันธุศาสตร์สัตว์แห่ง Cornell University กล่าว “เขาน่าจะเป็นสุนัขที่แข็งแรงมาก”
- วิวัฒนาการของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วก่อนที่ไดโนเสาร์จะสูญพันธุ์
ต้นกำเนิดของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมในรกอาจย้อนไปถึง 102 ล้านปีก่อน การวิเคราะห์จาก Zoonomia ฉบับหนึ่งชี้ให้เห็น
นักวิทยาศาสตร์ถกเถียงกันมานานแล้วว่าเมื่อใดที่วิวัฒนาการของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมกำลังดำเนินไป มุมมองดั้งเดิมอย่างหนึ่งคือจำนวนสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมชนิดใหม่เริ่มเติบโตหลังจากดาวเคราะห์น้อย (หรือสองดวง) ชนโลกเมื่อประมาณ 66 ล้านปีก่อนและกวาดล้างไดโนเสาร์
แต่การศึกษาใหม่สนับสนุนระยะเวลาที่ยาวนานขึ้นสำหรับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมกลุ่มต่างๆ ที่จะเกิดขึ้น วิวัฒนาการของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอาจเริ่มขึ้นในช่วงเวลาที่ทวีปต่างๆ แตกออกจากกัน และจากนั้นก็ดำเนินต่อไปตามกาลเวลา ในขณะที่สไปโนซอรัสและโอวิแรปเตอร์ยังคงสัญจรไปมาบนโลก ต่อมา หลังจากเหตุการณ์การสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ซึ่งเป็นจุดสิ้นสุดของยุคครีเทเชียส สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมสายพันธุ์ใหม่ก็วิวัฒนาการมากขึ้น
ในขณะที่ผู้คนอาจคิดว่าสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมไม่แตกกิ่งก้านสาขาจนกระทั่งไดโนเสาร์สูญพันธุ์ไปแล้ว “ข้อมูลจริง ๆ บ่งชี้ว่าพวกมันเริ่มแยกตัวตั้งแต่ก่อนหน้านี้” Kerstin Lindblad-Toh นักพันธุศาสตร์แห่ง Broad Institute และ Uppsala University ในสวีเดนกล่าวใน การแถลงข่าว
- จีโนมของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมสามารถช่วยระบุยีนที่ทำให้เกิดมะเร็งในมนุษย์ได้
ในคนที่เป็นมะเร็ง นักวิทยาศาสตร์สามารถพบการกลายพันธุ์ที่เป็นจุดผ่านจีโนม เมื่อมะเร็งเติบโตขึ้น การเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะพอกพูนมากขึ้น แต่อาจเป็นเรื่องยากที่จะทราบว่าการกลายพันธุ์ใดมีความสำคัญ สิ่งใดที่กระตุ้นหรือกระตุ้นให้เกิดโรค ข้อมูลจากโครงการ Zoonomia สามารถช่วยระบุได้ว่าสิ่งใดมีความสำคัญ
การศึกษาใหม่ชิ้นหนึ่งตรวจสอบการกลายพันธุ์ที่เกิดขึ้นในเมดัลโลบลาสโตมา ซึ่งเป็นเนื้องอกในสมองชนิดร้ายที่ส่งผลกระทบต่อเด็กเป็นหลัก นักวิจัยมองหาการกลายพันธุ์ในจุดต่างๆ ในจีโนมของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่ปกติแล้วจะไม่เปลี่ยนแปลง เนื่องจาก DNA นั้นใช้ร่วมกันในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมหลายร้อยสายพันธุ์ จึงมีความจำเป็นต่อสุขภาพ Gallego Romero กล่าว การหยุดชะงักใดๆ ก็ตามอาจมีผลกระทบอย่างใหญ่หลวง เช่น มะเร็ง
ดังนั้นการกลายพันธุ์ของมะเร็งในพื้นที่เหล่านี้ “น่าจะเป็นหนึ่งในสิ่งที่ต้องให้ความสำคัญ” Gallego Romero ผู้เขียนคำอธิบายเกี่ยวกับการศึกษาใน Science ฉบับเดียวกันกล่าว อาจเป็นหนึ่งในการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมที่สำคัญที่ทำให้เกิดโรคได้ เธอกล่าว การทำความเข้าใจเกี่ยวกับการกลายพันธุ์ที่อาจเป็นปัญหาเหล่านี้สามารถช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ระบุยีนที่น่าสงสัยและหาวิธีการรักษาได้
- “ยีนกระโดด” บางตัวอาจมีโอกาสเกิดในคนกินเนื้อมากกว่า
นักวิทยาศาสตร์รู้มานานหลายทศวรรษแล้วว่าจีโนมของสิ่งมีชีวิตบางชนิดสามารถกระโดดจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งได้ ตอนนี้ การศึกษา Zoonomia ชิ้นหนึ่งประเมินว่าจีโนมเคลื่อนที่ได้มากน้อยเพียงใดในบรรดาสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม และอาหารของสัตว์อาจมีบทบาทอย่างไร
ในบรรดาสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมหลายร้อยชนิดที่ทำการวิเคราะห์ จีโนมของอาร์ดวาร์กนั้นเต็มไปด้วย “ยีนกระโดด” มากที่สุด นักวิจัยพบว่า องค์ประกอบที่เคลื่อนที่ได้เหล่านี้คิดเป็นเกือบร้อยละ 75 ของจีโนมของสัตว์
สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่กินเนื้อก็โดดเด่นเช่นกัน เมื่อเปรียบเทียบกับกลุ่มที่ไม่กินเนื้อ พวกกินเนื้อมักจะสะสมยีนกระโดดมากกว่าหนึ่งประเภท “นั่นทำให้ฉันตกใจนิดหน่อย” นาธาน อัพแฮม นักชีววิทยาวิวัฒนาการแห่งมหาวิทยาลัยรัฐแอริโซนาในเทมพีกล่าว ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับงานนี้ แต่เขียนคำบรรยายประกอบด้วย
เป็นไปได้ว่าผู้ล่าจะได้รับ DNA จากเหยื่อที่พวกมันกินเข้าไป นั่นชี้ให้เห็นว่าระบบนิเวศวิทยาของสัตว์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง สิ่งที่มันกิน เป็นตัวกำหนดวิวัฒนาการของจีโนมของมัน Upham กล่าว
- การเปรียบเทียบจีโนมของมนุษย์กับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอื่นๆ อาจเปิดเผยความลับเกี่ยวกับสมอง
นักวิจัยค้นหามานานแล้วว่าอะไรใน DNA ของเราที่ทำให้เราแตกต่างจากสัตว์อื่นๆ
การจัดเรียงจีโนมของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและมองหาบริเวณใน DNA ของมนุษย์ที่ผ่านการเปลี่ยนแปลงมากมายทำให้ค้นพบเงื่อนงำบางอย่าง ภูมิภาคเหล่านั้นเป็นตัวแทนของพื้นที่ที่มนุษย์มีวิวัฒนาการเร็วกว่าสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมชนิดอื่น และอาจบอกใบ้ถึงสิ่งที่ทำให้เรามีเอกลักษณ์เฉพาะ นักวิจัยรายงานในการศึกษา Zoonomia ฉบับหนึ่ง
นักวิทยาศาสตร์เสนอว่าจีโนมมนุษย์พับขึ้นในลักษณะที่ทำให้บริเวณที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วทางกายภาพใกล้เคียงกับยีนที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาสมอง เหมือนกับปลายเชือกผูกรองเท้าสองเส้นที่นำมาใกล้กันเมื่อผูกเงื่อน ความใกล้ชิดนั้นอาจทำให้กิจกรรมของยีนเพิ่มขึ้นได้ในที่สุด – อาจเปลี่ยนวิธีการทำงานของสมองมนุษย์
สำหรับตอนนี้ นักวิทยาศาสตร์ยังไม่ทราบแน่ชัดว่าการเปลี่ยนแปลงจีโนมดังกล่าวอาจทำอะไรได้บ้าง แต่ลินด์บลัด-โทห์กล่าวว่า “สิ่งสำคัญคือต้องจำไว้ว่าสิ่งที่ทำให้เราเป็นมนุษย์ไม่ใช่การเปลี่ยนแปลงเพียงครั้งเดียว แต่เป็นการเปลี่ยนแปลงหลายอย่าง”
สามารถอัพเดตข่าวสารเรื่องราวต่างๆได้ที่ eduferres.com