GENETIKK OG EPIGENETIKK - NYE PROBLEMER FOR DARWINISMEN

Evolution news; 10. jan. 2019
Oversatt herfra.


Bilde 1: Grand Prismatic Spring, Yellowstone National Park, av Brocken Inaglory [CC BY-SA 3.0 eller GFDL].

{Om ikke annet står, er understreking og kursiv innsatt av oversetter -oversetters tilføyelse.}

Nye funn i genetikk og epigenetikk skaper nye problemer for evolusjonsteorien. Den forenklede versjonen av neo-darwinismen forventer at all variasjon kommer fra genetiske mutasjoner, som naturen selekterer for fitness. Ikke-kodende DNA rykket ned til søppelhaugen – søppel til overs fra naturlig utvalg, noe som favoriserer DNA som koder for proteiner. I et begrep som kalles sub-funksjonering, kan kopier av gener være frie til å mutere og bli nye proteiner, eller forfalle til ‘pseudogener’, en type søppel-DNA. Som vanlig er forenklede teorier ofte feilaktige.

Hvor mange gener?
Human Genome Project avsluttet med et overraskende lavt antall gener. Men hva om de gikk glipp av noen? Forskere ved Yale -her; har funnet gener som var feilidentifisert som ikke-proteinkodende på grunn av metodene tidligere forskere pleide å kommentere dem ut fra. En av de nylig identifiserte gener, sier de, spiller en nøkkelrolle i immunforsvaret. Er det andre?
--Funnene antyder at mange flere proteinkodende gener og funksjoner kan oppdages. "En stor andel av viktige proteinkodende gener har blitt oversett i kraft av deres registrering," sa første forfatter Ruaidhri Jackson. Uten å bakgrunnssjekke og identifisere disse genene, "kan vi ikke fullt ut forstå det proteinkodende-genomet eller tilstrekkelig screene gener for helse og sykdomsformål." [Utheving lagt til.]


Den første setningen i deres artikkel i Nature -her; sier at "annotasjonen av pattedyrs protein-kodende genom er ufullstendig." De har identifisert et stort antall RNAer som tidligere var merket som 'ikke-proteinkodende', hvorav noen er "potensielt viktige transkripsjoner" som er i stand til å lage protein. Restriktive metoder i fortiden "kan skjule den essensielle rollen hos en rekke tidligere uoppdagede proteinkodende gener."


Epigenetikk i Archaea
Fungerer epigenetisk arv og regulering kun i eukaryoter? Nei. Forskere ved University of Nebraska-Lincoln -her; har oppdaget at medlemmer av det 'enkle' dyreriket Archaea også har det. De så at mikrober arvet ekstrem syrebestandighet i Yellowstone-kilder, ikke gjennom genetikk, men gjennom epigenetikk.
"Overraskelsen er at det er i disse relativt primitive organismer, som vi vet er gamle," sa Blum, Charles Bessey professor i biologisk vitenskap i Nebraska. "Vi har tenkt på dette som noe (evolusjonært) nytt. Men epigenetikk er ikke en nykommer på planeten."

Oppdagelsen "reiser spørsmål .. om hvordan både eukaryoter og arkea kom til å adoptere epigenetikk som arvemetode." Nå må de undersøke hvorvidt en enda tidligere felles stamfar hadde det, eller om det utviklet seg to ganger. "Det er et veldig interessant konsept fra et evolusjonært perspektiv," sa en doktorgradsstudent involvert i forskningen. Kritikere av neo-darwinismen kan beskrive disse alternativene forskjellig fra bare ‘interessant.’ Kanskje som latterlig eller forfalskende.


Epigenetikk i planter
Kort fortalt viser en artikkel i PNAS -her; at "delvis vedlikehold av organspesifikke epigenetiske merker under aseksuell reproduksjon av planter fører til arvelig fenotypisk variasjon." Hvorfor varierer kloner med identiske genomer? Svaret er epigenetikk.
--Vi fant at fenotypisk nyheter i klonalt avkom var knyttet til epigenetiske avtrykk som reflekterer det organ som brukes til regenerering. Noen av disse organspesifikke avtrykkene kan opprettholdes under kloningsprosessen og påfølgende runder av meiose (reduksjonsdeling). Våre funn er grunnleggende for å forstå betydningen av epigenetisk variabilitet som oppstår ved aseksuell reproduksjon og har betydelige implikasjoner for fremtidige bioteknologiske applikasjoner.

Ikke-genetisk orden
Her er et cellulært fenomen som virkelig er interessant, fordi det avslører en nylig oppdaget strukturell orden i cellemembranen. Denne strukturelle orden er sikkert arvet, men kan ha lite å gjøre med gener. Biokjemikere hadde tenkt i et århundre at det indre rommet i membranen er væskefylt og rotete, men teknikker for å undersøke det rommet har vært vanskelig fordi de brukte rensemidlene ødela membranen. Nå brukte forskere ved Virginia Commonwealth University –her, sammen med Nobelprisvinneren Joachim Frank, en ny metode uten rensemidler. De var overrasket - nei, forbløffet - over å finne en heksagonal 3-D struktur-orden mellom molekylene i lipid-dobbeltlaget. Er det en grunn til denne ordnede strukturen?
--Der tidligere modeller hadde vist et flytende, nesten strukturløst lipidlag - et ofte sitert forskningsjournal sammenlignet det med forskjellige vekter av olivenolje helt sammen - Det VCU-ledede laget var forbløffet over å finne en tydelig sekskantet struktur inne i membranen . Dette ledet forskerne til å foreslå at lipidlaget kunne fungere som både sensor og energi- omformer innenfor en membran-protein transportør.


"Det mest overraskende resultatet er den store ordenen som lipidmolekyler er ordnet i, og ideen at de kanskje endog samarbeider i eksportkanalens funksjonelle syklus," sa Joachim Frank, Ph.D., fra Columbia University, en 2017 nobelprisvinner i kjemi og medforfatter av artikkelen. "Det er kontra-intuitivt siden vi har lært at lipider er væskeaktige og kaotiske i membranen."


Deres artikkel i PNAS sier ingenting om genetikk, så kanskje dette kommer gjennom fysiske samspill av lipider og proteinkanaler. Uansett hva som forårsaker dette ordnede arrangementet, ser det ut til å interagere med transmembran-kanaler, tilpasse seg konformasjonelle endringer av proteiner, spesielt en transportør kalt AcrB. Uten sekskantet nett rundt kanalen, og bare en uordnet væske, kan kanalens handling være mindre effektiv, lik en bokser uten sparringspartner som slår i luften. Ikke bare det, den sekskantede nettverket overfører også kanalens aktivitet ned membranen til sine naboer. Fascinerende!
–Gjennom definerte proteinkontakter registrerer lipid-bilaget de konformasjonelle forandringene som forekommer i hvert TM [TransMembrane] domene og overfører deretter virkninger av disse endringene gjennom lipid-bilaget til nabo-protomerer i et viskøst samspill mellom hulroms-lipider og AcrB-trimeren.


Et annet slag mot det sentrale dogmet
Mauro Modesti gir sitt perspektiv på et nytt funn i Science -her, "En klype RNA krydrer opp DNA-reparasjon." Det sentrale dogmet i genetikk som ser på DNA som mestermolekylet som kontrollerer alt nedstrøms uten tilbakemelding, har hatt problemer siden det først ble undervist på 1960-tallet. I samme utgave av Science avslører en artikkel - her at RNA spiller en viktig rolle i DNA-reparasjon. Hva betyr dette? Modesti forklarer:
--Pryor et al. rapportere den overraskende oppdagelsen at ribonukleotider ofte inkorporeres ved ødelagte DNA-ender, noe som forbedrer reparasjonen. Dette viktige funn omkaster sentraldogmet i molekylærbiologi ved å demonstrere at flyktig inkorporering av ribonukleotider i DNA har en biologisk funksjon.


Genetisk determinisme lever videre
Tanken om at mennesker er livegne av sine egne gener har en lang historie, for det meste negativ. Genetisk determinisme undergraver fri vilje og karakter, noe som gir folk noe fysisk å klandre for sine problemer. Materialister fortsetter imidlertid den vanlige vanen, som vist i dette dokumentet i 'Nature Scientific Reports' -her, "Et genetisk perspektiv på forholdet mellom helsemessig og hedonistisk velvære." Nyheten fra Universitetet i Amsterdam sier det rett fram: "Oppdagelse av først genetiske varianter forbundet med mening i livet." Men kan noe som er psykologisk eller til og med åndelig bli redusert til gener?


De sjekket DNA-prøver på 220.000 personer, og fikk dem til å svare på et spørreskjema. De genetiske varianter, sier de, "er hovedsakelig uttrykt i sentralnervesystemet, som viser involvering av forskjellige hjernegrupper."
"Disse resultatene viser at genetiske forskjeller mellom mennesker spiller ikke bare en rolle i forskjeller innen lykke, men også i forskjeller for mening med livet. Med en mening i livet mener vi søket etter mening eller hensikt med livet."
Lærte disse forskerne noensinne at korrelasjon ikke er årsakssammenheng? Har de inspisert sine egne gener? Responderte de på et spørreskjema og sa at de følte helhetlig velvære når de foreslo genetisk determinisme? Har deres gener bestemt deres egen tankegang? Om så er, hvordan kan noen tro dem? Hva lærer universiteter forskere i disse dager?


Simplistiske oppfatninger av neo-darwinismen virket mer plausible før nye teknikker avdekket beviset for fantastisk design som skjer i celler. Hvis trenden fortsetter, vil 2019 bli et godt år for intelligent design.

Tager: Arkea; Epigenetikk; sentraldogmet; genetikk; pseudogener.

Oversettelse og bilder ved Asbjørn E. Lund