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En 1999, le professeur Maynard Olson, l'un des fondateurs du projet du génome humain, a proposé l'hypothèse évolutive Less is more . Elle consiste dans le fait que le mécanisme d'optimisation le plus plausible dans l'évolution est la perte de gènes fonctionnels. Les gènes se décomposent, mais cela aide à changer et à avancer. Avec les mutations, de nouvelles opportunités naissent. Quelqu'un peut y voir une contradiction éthique, car parfois nous perdons des gènes précieux. Le concept de la poursuite du minimalisme dans l'évolution soulève des questions et est toujours en discussion.

Ce matériau est l'argument selon lequel tout est relatif même dans l'évolution et qu'il ne vaut pas la peine d'aligner toutes les mutations sous un seul peigne.

Evolution recueille des gènes

Anabena est une cyanobactérie. La sphaigne est la mousse. Le sapin est un arbre. La rose est une fleur. L'évolution est inévitable. Tout comme une personne n'est pas une «couronne de création», le processus d'évolution n'a pas de plan, d'idée, de scénario initial. Les changements dans les êtres vivants se produisent dans le contexte des changements dans le monde qui les entoure. Ce n'est pas le plus apte qui survit, mais le plus apte, et cette forme physique est relative. Ainsi, avec l'évolution des conditions, les dinosaures s'éteignent, des animaux vifs recouverts de laine viennent les remplacer. En parlant de changements, il ne faut pas penser uniquement aux nouvelles acquisitions: fonctions, organes, capacités. Un changement évolutif se produit lorsqu'il existe une différence de réussite de la reproduction entre des individus de génotypes différents. Nous pouvons facilement nous mettre à la place des perdants. Tous les individus qui n'ont pas réussi sur le plan de l'évolution sont également mécontents. L'absence de progéniture, la mort dans la solitude, et voici, un tas de mutations nuisibles,ce que votre corps mortel portait est retiré du patrimoine génétique. Étonnamment, il est beaucoup plus difficile d'imaginer l'image opposée. Il n'est pas clair quelles mutations vous rendent «en forme». Pour comprendre comment s'adapter à la population naturelle et ce qui s'est passé dans le passé récent (y compris l'humain), Maynard Olson a offert sa vision.

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L'idée principale du professeur Olson est qu'à partir d'un événement aléatoire, une mutation avec perte de fonction passe dans un moteur évolutif. Si le gène mute, c'est-à-dire que la séquence nucléotidique change de façon aléatoire, le résultat le plus probable est une panne. Dans ce cas, le gène devient un pseudogène. Il est simplement désactivé et stocké dans le génome, à moins que, pour une raison quelconque, l'évolution ne le supprime entièrement. À son tour, la perte de la fonction des gènes devient un changement évolutif standard dans une population qui subit un changement dans les conditions environnementales, telles que l'illumination, la température, la salinité, la compétition pour les ressources et les phénomènes naturels. Si vous imaginez tous ces facteurs sous la forme d'une figure volumétrique, où chaque facteur affecte la forme, alors ce qui se passe autour de la population d'organismes vivants peut être illustré par l'animation de la métamorphose de cette figure:quelque chose change constamment - de façon cyclique ou aléatoire. À son tour, dans le patrimoine génétique d'une population, l'un des gènes peut muter et perdre sa fonction, et ce changement se propage déjà dans la population. Si nous acceptons cette idée, des questions se poseront inévitablement.

Première question: qu'est-ce qui est considéré comme un type sauvage?

En biologie, en particulier en génétique, il y a le concept de type sauvage, de type sauvage. Type sauvage - le phénotype le plus courant dans la population, un ensemble de caractères (ou une combinaison de phénotypes fréquents). Autrement dit, il n'y a pas de définition claire de ce qui est exactement considéré comme un type sauvage. D'une part, une variante du gène de type sauvage est celle qui "correspond à la norme". D'un autre côté, chaque animal non de laboratoire contient un ensemble de gènes de type sauvage. Mais, en fait, si un changement brusque de climat se produit, alors les "types sauvages" changeront.

Dans tous les cas, le «type sauvage» est un modèle, un absolu, une abstraction. Dans le même temps, conformément à l'hypothèse du moins est plus, le couteau suisse de l'organisme, un appareil multifonctionnel dans lequel tout est allumé et fonctionne, devient un type sauvage. Seuls de tels appareils n'auraient presque jamais pu être construits accidentellement - simplement parce qu'ils seraient mal adaptés aux conditions environnementales réelles.

La deuxième question: de combien de gènes pouvez-vous vous débarrasser?

Comment les gènes peuvent-ils être jetés sans cérémonie sans subir de conséquences désastreuses? Il s'avère qu'un arrêt massif des gènes est possible, mais vous devez payer pour cela. Le corps perd de sa flexibilité par rapport aux conditions environnementales. Le meilleur modèle pour illustrer les gènes non fonctionnels inutiles est la levure, Saccharomyces cerevisae .

La levure est un champignon unicellulaire (pas une sorte de bactérie). Chaque cellule de levure peut se diviser de deux manières différentes, décomposer le glucose et respirer de l'air avec la libération de dioxyde de carbone. Le génome de la levure compte 6 000 gènes. Cela représente environ 0,5% du génome des mammifères. Dans les expériences sur les levures, la technique d'élimination des gènes est souvent utilisée. Il est généralement utilisé pour détecter la fonction des gènes . ExpérimentateursIls ont soulevé la question différemment et ont constaté que la levure survit même si 85% des gènes sont éliminés. La limite de leur gamme est une boîte de Pétri stérile avec un milieu nutritif, mais vous pouvez vivre.

Troisième question: où sont les pruflinki?

Combien de fois peut-on observer directement de tels gènes dans une population? Si le professeur Olson prétend que cet événement est une routine dans la pratique évolutive, j'aimerais voir des exemples. De tels gènes existent vraiment. Lorsque le corps est relativement simple, les gènes peuvent être réactivés. Dans d'autres cas, les gènes restent simplement dans l'ADN comme preuve d'un processus évolutif. Par exemple, les bactéries sont des créatures tout à fait merveilleuses, avec leur aide, comme si elles testaient une variété de cascades et de réactions biochimiques: elles peuvent se nourrir d' huile , de chitine et de cellulose . Mais nous nous intéressons à eux dans le cadre de gènes qui ont perdu leur fonction.

La bactérie la plus étudiée est pour une raison quelconque E. coli, le fameux E. coli. Ainsi, la plupart des E. coli «sauvages» portent des gènes cachés. Ces gènes codent pour des enzymes pour la digestion des glucides, qui sont difficiles à décomposer, donc normalement la bactérie mange des aliments plus accessibles. Si vous mettez ces E. coli dans une boîte de Pétri et ne leur donnez rien de nutritif à l'exception des "glucides complexes", vous pouvez obtenir des mutants qui incluent les gènes "oubliés" et pouvez utiliser ce qu'ils donnent comme milieu nutritif. Autrement dit, la fonction du gène sera restaurée . L'évolution ne se limite pas aux bactéries. De tels processus se produisent également chez les personnes. Des pseudogènes trouvés chez l'homme ont même été annotésc'est-à-dire qu'ils ont décrit la fonction qu'ils pouvaient avoir. Cette étude a été menée en comparant les gènes humains et leur structure avec les gènes des chimpanzés.

Quatrième question: comment évoluer?

Comment les gènes inactivés contribuent-ils à l'évolution ultérieure du corps? Parfois, la fonction acquise au cours de l'évolution était redondante, et il est difficile d'ajuster «en douceur» le processus qu'elle contrôle. Ensuite, l'avantage est donné aux individus dont le gène est complètement désactivé, cassé. Et le pendule oscille à nouveau.

Armés d'une liste de pseudogènes humains, les scientifiques ont décidé d'analyser leurs fonctions. Pour ce faire, ils ont choisi le gène Mbl-1, une personne a deux copies du pseudogène Mbl-1 dans le génome et il y a une lignée de souris éliminées pour ce gène. La protéine MBL est un élément clé de la «première ligne de défense» de l'hôte contre les agents infectieux tels que Staphylococcus aureus. En général, pour les souris, qui, pour une raison quelconque, Mbl-1 ne fonctionne pas, est caractéristiqueune sensibilité accrue aux microbes, virus, champignons, mais ils souffrent moins d'ischémie. Une immunité trop forte est également dangereuse, en particulier pour la personne elle-même. L'hypothèse des auteurs est que, peut-être, la conversion des deux copies en pseudogènes était plus importante pour les personnes que l'intolérance aux bactéries.

La cinquième question: comment quelque chose de nouveau apparaît-il si nous cassons simplement l'ancien?
Parfois cassant - c'est en train de construire. L'idée derrière Less is more est contre-intuitive. Habituellement, "pour acheter quelque chose d'inutile, vous devez d'abord vendre quelque chose d'inutile". Quoi qu'il en soit, comment pouvez-vous obtenir quelque chose de nouveau, briser l'ancien.

Premièrement, se débarrasser des inutiles peut vivre dans un environnement où je ne pouvais pas vivre auparavant. La perte de pigmentation est importante pour les habitants des endroits sombres: un corps clair ou opaque les rend vulnérables. Cependant, si vous regardez notre population maintenant, les «pannes de gènes» sont plus efficaces en termes de reproduction des êtres humains. Certains vous permettent de maintenir une pression basse avec un régime riche en sel ou de ne pas prendre de poids en mangeant des aliments riches en calories, tandis que quelqu'un éprouve moins d'anxiété pendant le stress. Probablement, certains de ces phénotypes peuvent être associés à une perte de fonction génique (conversion des graisses en une forme assimilable ou responsable de la perception d'un neurotransmetteur). Il est impossible de deviner qui sera le «gagnant» plus loin. Vous pouvez apprendre vos forces et vos faiblesses et élaborer une stratégie en fonction de cela.

Deuxièmement, avec la perte de fonction, l'inévitable peut être évité. CCR5 - CC chimokine 5 receptor, un récepteur dont le rôle dans la réponse immunitaire n'est pas entièrement compris. Apparemment, il est impliqué dans la réaction inflammatoire. Les personnes qui ont une délétion de 32 nucléotides (perte d'un fragment spécifique de la séquence) dans deux variantes du gène CCR5 sont immunisées contre le VIH. Le virus ne peut pas interagir avec la protéine et ne s'intègre pas à l'ADN, ce qui est exactement ce qui est montré sur l'image. En même temps, on ne peut pas dire que cette mutation est courante dans notre population. Le virus du sida est récemment devenu un facteur pressant dans notre environnement. Vous pouvez découvrir quel type de personnes vous êtes. Les personnes atteintes d'une «délétion cicatrisante» peuvent être des donneurs pour une greffe de cellules souches allogéniques aux patients. Cela signifie que, avec la coïncidence des complexes d'histocompatibilité (la même condition est requise lors de la transplantation de cellules hématopoïétiques pendant l'oncologie), les cellules souches qui sont immunisées contre le virus peuvent être introduites dans le corps humain.

Dernière question: Docteur, est-ce que j'évolue?

Certaines mutations rendent la vie difficile à leurs propriétaires. Cela conduit-il à un succès évolutif? Un exemple où moins est moins: nous, chauves-souris, cochons d'Inde et moineaux, avons un besoin aigu de vitamine C. Il était une fois nos ancêtres (pas nos ancêtres communs, mais les ancêtres de chacun des groupes séparément) passés à un régime. riche en vitamine C, et nous avons perdu la capacité de la synthétiser nous-mêmes. Nous devons maintenant consommer constamment des aliments contenant de la vitamine C, sinon une fatigue intense, une dépression et du scorbut peuvent se développer. De plus, différentes personnes ont des besoins différents en vitamine C, cela est également dû à la génétique. La substitution dans une région spécifique du gène ralentit le transport de l'acide ascorbique et augmente son temps de circulation plasmatique.

Un transformateur vivant universel est un produit fantastique. De plus, une vision trop positive des choses avec l'idée que «chaque imperfection est une vertu cachée» n'est pas non plus vraie. La vérité s'échappe et les conditions environnementales changent. Des mutations se produisent et sont corrigées par des machines conservatrices dans nos cellules. Mais pas tous.

Comme vous l'avez déjà compris, essayer de vous endommager dans le génome est toujours un plaisir. Un individu n'a pas de temps à une échelle évolutive; en outre, il porte son propre ensemble unique d'imperfections. Nous ne pouvons pas prédire quelles qualités seront nécessaires pour survivre à l'avenir, mais nous pouvons apprendre à mieux manger dans le présent pour rendre notre vie plus agréable. Dans tous les cas, si vous êtes intéressé par quel rôle dans l'évolution du point de vue de Maynard Olson vos fonctions métaboliques jouent, vous pouvezvérifiez-le chez Genotek .

Moins c'est plus.