مطالعه تعامل و نوترکیبی انتخابی که شکل Warbler را شکل می دهد – ژنوم هیبریدی وبلاگ AGA
برای نویسنده وبلاگ
لورا Céspedes Arians (She/s) نامزد پزشک است کمیته زیست شناسی تکاملی در دانشگاه شیکاگو و یک همکار تحقیقاتی در مجموعه ای از پرندگان موزه میدانتحت نظارت کار می کند د -جان بیتسوی به استفاده از داده های ژنومی از مناطق ترکیبی طبیعی علاقه مند است تا مکانیسم های ژنتیکی را که محدودیت گونه ها را در مواجهه با جریان ژن حفظ می کند ، بررسی کند. بررسی وی از پایان نامه بر روی یک مجموعه گونه از کشتی رنگی متمرکز است (myioborus ornatus-melanocephalus ، شکل 1) که در آند بالا ظاهر می شود (شکل 2) و در مرز با کلمبیا-اکودور هیبریداسیون می شوند.
مناطق ترکیبی مناطق جغرافیایی هستند که جمعیت یا گونه های متمایز یافت می شوند و تفسیر می شوند. اگرچه انزوای تولید مثل با تعریف ناقص در مناطق ترکیبی است ، هیبریدها غالباً نسبت به افراد والدین تناسب اندام بیشتری نشان می دهند ، که می تواند به طور مؤثر جریان یک ژن را محدود کرده و به حفظ تمایز گونه ها کمک کند (Coughlan و Matute 2020 ؛ ایروین 2020). بنابراین ، مطالعات مربوط به مناطق ترکیبی طبیعی در افزایش درک ما از چگونگی سرچشمه گونه ها و حفظ با گذشت زمان مهم است.
حتی اگر هیبریدها قابل دوام و حاصلخیز باشند ، سایر اشکال شدیدتر از اختلال عملکرد ترکیبی می توانند جریان یک ژن را محدود کنند. به عنوان مثال ، مطالعات رفتاری و فیزیولوژیکی در پرندگان نشان می دهد که هیبریدها ممکن است توانایی های شناختی را کاهش دهند (مک کویلان و همکاران. 2018) ، عملکردهای متابولیکی مختل شده (مک فارلین و همکاران. 2016) ، یا انتخاب در برابر صفات میانی plumage (Svedin و همکاران. 2008). با این حال ، دلایل تناسب اندام پایین تر هیبریدها می تواند بیشمار ، پیچیده یا غیرممکن در زمینه یا آزمایشگاه باشد. یک روش جایگزین برای مطالعه امضاهای این انتخاب در ژنوم هیبریدها است.
برای مطالعات پایان نامه من ، ژنوم های کامل را برای بررسی معماری ژنتیکی جداسازی تولید مثل جزئی در یک منطقه ترکیبی بین دو مبارز آندن رنگی بررسی خواهم کرد (myioborus ornatus وت M. Melanocephalus) ()شکل 1) ، در همکاری نزدیک با دکتر الیزا بوناکورسو (Universidad San Francisco de Quito) و دکتر آندرس کوروو (Universidad Nacional de Colombia). این گونه ها تفاوت های چشمگیری در رنگ آمیزی لکه های خود دارند ، اگرچه شباهت های مورفولوژیکی و محیطی قابل توجهی را نشان می دهند. مطالعه قبلی من در مورد تغییر در گلدان (Céspedes-Arias و همکاران 2021) نشان می دهد که دو نوع هیبرید در نزدیکی مرز بین کلمبیا و اکوادور. حرفمنطقه هیبریدی آن در حدود 200 کیلومتر امتداد دارد و هیبریداسیون برای چندین نسل ظاهر می شود و منجر به طیف گسترده ای از انواع میانی اپرا می شود. با وجود هیبریداسیون گسترده ، منطقه ترکیبی محدود به بخش کوچکی از دامنه این گونه ها است ، نشان می دهد که احتمالاً نوعی انتخاب مانع از سقوط کامل هر دو گونه در یک می شود.
برای بررسی امضاهای انتخاب در سراسر ژنوم در برابر هیبریدها در این منطقه ترکیبی ، اجدادی محلی را به ژنوم این هیبریدها می رساند ، که شامل شناسایی منشأ “قطعات” مختلف “از DNA در ژنوم برای تعیین گونه های والدین از” DNA “است که در ژنوم ها تعیین می شود که از چه گونه ای استفاده می کند که از آن استفاده می کند که از آن استفاده می کند. گونه ها “شومر و همکاران. 2020). من از یک رویکرد آماری جدید استفاده خواهم کرد (گرو و کوپ 2024) طول این “قطعات” از فرودهای مختلف و چگونگی تغییر این طول در ژنوم را شرح دهید. طول این بلوک ها در ژنوم هیبریدها از طریق نسل ها با نوترکیبی و انتخاب شکل می گیرد ، بنابراین با مستند سازی سرعت نوترکیبی می توانم اثرات انتخاب را کشف کنم (Sedghifar و همکاران. 2016 ؛ گرو و کوپ 2024). این رویکرد به من امکان می دهد مناطق ژنومی را که احتمالاً در انتخاب در برابر هیبریدها شرکت می کنند ، شناسایی کنم و در مورد زمان این انتخاب نتیجه گیری کنم.
با تشکر از جایزه EECG و همچنین سایر کمک های مالی کوچک ، کار میدانی و آزمایشگاهی را به اتمام رسانده ام و به زودی تجزیه و تحلیل داده ها را آغاز می کنم. همراه با همکاران من ، گذشته و فعلی ، مجموعه را تکمیل کرده ام میبوروس نمونه ها و نمونه های بافت مرتبط در مناطق مختلف در کلمبیا و اکوادور (شکل 2 ، شکل 3). این نمونه های بافت شامل برخی از موارد به دست آمده در تلاش های جمع آوری قبلی در منطقه ترکیبی (Cépedes-Arias و همکاران. 2021) ، و برخی از آنها توسط من و همکاران در تابستان 2024 جمع آوری شده اند (شکل 3). با استفاده از این نمونه ها ، من استخراج DNA را انجام دادم و یک کتابخانه ژنومی را آماده کردم آزمایشگاه پریتزکر در موزه میدانی. این کتابخانه های ژنومی اکنون توالی شده اند. در طول جمع آوری این زمینه در تابستان گذشته ، ما همچنین اسپرم را حفظ کردیم و نمونه هایی از افراد هم در جمعیت والدین و هم در منطقه ترکیبی ، که من قصد دارم از آنها برای انجام گامت های فله ای استفاده کنم تا سرعت نوترکیب را به ژنوم این مبارزان وارد کند (Peñalba & Wolf 2020 ، Dréau و همکارانش 2019) در آینده نزدیک.
من داده های کلی را برای بررسی کل ژنوم بیش از 140 نفر در جمعیت والدین و منطقه ترکیبی دریافت می کنم ، که بر اساس ژنوم مرجع موجود با یک جمع آوری می کنم همکاری با آزمایشگاه کادنا در Universidad de Los Andes. از ژنوم مونتاژ شده برای نتیجه گیری خروجی محلی استفاده می شود. این مجموعه از بیش از 100 ژنوم کامل ، نادر برای مناطق ترکیبی طبیعی ، به من این امکان را می دهد تا بررسی کنم که چگونه نوترکیب و انتخاب ژنوم این تابوت های ترکیبی را تشکیل داده اند و به طور گسترده ای در بررسی مکانیسم هایی که در برابر جریان ژنتیکی در انواع غیرقانونی های غیر همجنسگرایان از همبستگی های غیر همبستگی ها حفظ می کنند ، کمک می کند.
ادبیات
Céspedes-Arias ، LN ، Cuervo ، AM ، Bonaccorso ، E. ، Castro-Farias ، M. ، Mendoza-Santacruz ، A. ، Pérez-Amn ، JL ،… و Cadena ، CD (2021). هیبریداسیون گسترده بین دو گونه آندن با واگرایی کم عمق در mtDNA. عکسبرداری. ، 138(1) ، UKAA065.
Coughlan ، JM و Matute ، DR (2020). اهمیت موانع ذاتی پس از poisigotic در طول فرآیند مشخصات. معاملات فلسفی جامعه سلطنتی ب. ، 375(1806) ، 20190533
Dréau ، A. ، Venu ، V. ، Avdievich ، E. ، Gaspar ، L. ، & Jones ، FC (2019). ساخت و ساز نوترکیبی در سراسر ژنوم افراد مجرد با استفاده از توالی با خواندن مرتبط. ارتباطات طبیعی. ، 10(1) ، 4309.
Groh ، JS ، & Coop ، G. (2024). مقیاس موقت و ژنومی انتخاب پس از هیبریداسیون. آثار آکادمی ملی علوم. ، 121(12) ، E2309168121.
ایروین ، د (2020). جفت گیری هماهنگ در مناطق ترکیبی در ارتقاء مشخصات به طرز چشمگیری بی اثر است. طبیعت گرای آمریکایی. ، 195(6) ، E150-E167
McFarlane ، SE ، Sirkiä ، PM ، Ålund ، M. ، & Qvarnström ، A. (2016). اختلال عملکرد ترکیبی ، به عنوان افزایش میزان متابولیک در پروانه های فیتکدولا مرد بیان شده است. PLOS یکی. ، 11(9) ، E0161547
McQuillan ، MA ، Roth ، TC ، Huynh ، AV ، & Rice ، AM (2018). مرغهای ترکیبی کمبود یادگیری و حافظه دارند. تکامل. ، 72(5) ، 1155-1164.
Peñalba ، JV ، & Wolf ، JB (2020). از مولکول ها تا جمعیت: ارزیابی و ارزیابی میزان نوترکیبی. طبیعت برای مرور ژنتیک. ، 21(8) ، 476-492.
شومر ، م. ، پاول ، DL ، و کوربتجدیدDetig ، R. (2020). شبیه سازی ناخالصی جهانی و یک خروجی محلی دقیق با MixNmatch و AncestryInfer. منابع زیست محیطی مولکولی. ، 20(4) ، 1141-1151.
Sedghifar ، A. ، Brandvain ، Y. ، & Ralph ، P. (2016). Beyond Clines: خطوط و بلوک هاپلوتیپ در مناطق ترکیبی. بوم شناسی مولکولی. ، 25(11) ، 2559-2576.
Svedin ، N. ، Wiley ، C. ، Veen ، T. ، Gustafsson ، L. ، & Qvarnström ، A. (2008). انتخاب طبیعی و جنسی در برابر مگس های ترکیبی. آثار جامعه سلطنتی ب: علوم بیولوژیکی. ، 275(1635) ، 735-744.
