Informație

Există un termen pentru momentul în care o genă dăunătoare poate fi selectată în mod pozitiv din cauza legăturii cu o genă foarte potrivită?


Să presupunem că o anumită bucată de ADN ar fi supusă unei selecții negative extreme dacă ar fi moștenită independent, dar este foarte strâns legată de o genă extraordinar de potrivită și astfel complexul căruia îi aparține este selectat pozitiv.

Există un termen pentru acest fenomen?


Autostopul genetic / draft genetic

De pe wikipedia

Autostopul genetic, numit și proiect genetic sau efectul autostopul, este atunci când o alelă își schimbă frecvența nu pentru că ea însăși se află sub selecție naturală, ci pentru că se află în apropierea unei alte gene de pe același cromozom care trece printr-o măturare selectivă.

Termenul „măturare selectivă” este folosit necorespunzător în definiția wikipedia. Ar trebui să înlocuiți ultima propoziție cu[…] ci pentru că se află în apropierea unei alte alele de pe același cromozom care este în curs de selecție pozitivăsau dacă vrem să reutilizam termenul „mătură”, am putea spune odată[…] ci pentru că se află lângă o altă alele de pe același cromozom care se extinde la frecvență înaltă

Măturarea selectivă

De pe wikipedia

O măturare selectivă este reducerea sau eliminarea variației între nucleotidele din ADN-ul vecin a unei mutații ca rezultat al selecției naturale pozitive recente și puternice.


(Pentru răspunsul direct la întrebarea dvs., săriți până la sfârșit!)

Legătura genetică poate afecta răspândirea altor gene. Gradul de legare, afectat de rata de recombinare între punctul (nucleotidă, genă etc.) direct sub selecție și celălalt punct. Dacă rata de recombinare între punctele date este scăzută, atunci legătura dintre ele este mare și are loc fie pentru că regiunea are rate scăzute de recombinare (ratele de recombinare pot varia de-a lungul unui genom) și/sau pentru că cele două puncte sunt fizic foarte apropiate. Când doi loci sunt asociați prin legături astfel încât sunt mai des asociați unul cu celălalt decât s-ar fi așteptat în condiții aleatorii, se spune că se află în dezechilibru de legătură.

Selecția pe locații legate se referă la o serie de termeni cheie:

Mătura selectivă

Când apare o nouă mutație benefică (sau o mutație existentă devine puternic benefică) și frecvența acesteia în populație crește rapid din cauza selecției. Acest lucru determină pierderea variației genetice la acel locus și la loci legați, deoarece variantele legate de mutația benefică se răspândesc și ele (vezi autostopul genetic mai jos). Duritatea unei mături este rezultatul puterii selecției; maturarile dure apar atunci cand selectia este foarte puternic in favoarea alelei.

Autostopul genetic / Draft genetic

Acest lucru se întâmplă atunci când frecvența unei alele este afectată de selecția în alți loci. Acest efect este foarte evident în cromozomii Y, unde cea mai mare parte a cromozomului nu se recombină cu X. Selecția efectivă acționează apoi asupra acestei unități unice nerecombinante, astfel încât, dacă apare o mutație dăunătoare pe un Y cu multe alele bune, atunci se va descurca. mai bine decât o mutație similară care apare pe un Y cu mai puține alele bune. Acesta este unul dintre motivele pentru care cromozomul Y are o variație genetică scăzută; variantele bune nu pot scăpa de variantele rele la alți loci, recombinarea permite remanierea mutațiilor și, prin urmare, crește probabilitatea de a face combinații foarte bune de alele.

„În viziunea clasică, recombinarea permite ca mutațiile dăunătoare să fie eliminate mai eficient și crește rata la care alelele favorabile pot fi reunite, în ciuda asocierii lor cu alelele dăunătoare”. - Barton

Efectul (semnătura) în urma unei analize selective este de a observa o scădere a variației genetice/moleculare în jurul unui punct dat (punctul fiind varianta care a fost direct sub selecție), variația fiind corelată negativ cu legătura (variația moleculară crește cu genetica). distanța de la locusul care a măturat). Măturarile dure au atunci o semnătură evidentă, dar măturarile moi sunt mai greu de observat; maturarile usoare pot avea loc atunci cand selectia pe o mutatie noua este relativ slaba sau cand selectia a favorizat brusc o mutatie neutra existenta (care, prin urmare, a avut timp sa devina asociata cu variante multiple prin recombinare).

Selectarea fundalului

În mod similar, dacă o variantă este asociată cu alele dăunătoare, atunci va intra sub selecție de fundal. În acest caz, alelele neutre pot fi îndepărtate dintr-o populație prin acțiunea de selecție asupra variantelor dăunătoare la alte loci. Din nou, puterea selecției și gradul de dezechilibru al legăturii vor afecta rata la care variația genetică este pierdută la un anumit locus.

„În cadrul selecției de fundal, alelele neutre care sunt legate de alelele dăunătoare sunt conduse la dispariție, cu efecte mai drastice atunci când ratele de recombinare sunt scăzute”. - Cutter și Payseur

Efectul Hill-Robertson

Beneficiul recombinării ar trebui să vă fie evident din descrierile de mai sus, dezechilibrul legăturii va încetini rata de adaptare, iar numele formal pentru aceasta este efectul Hill-Robertson (sau interferența Hill-Robertson), numit după oamenii de știință care l-au descris. . Dacă nu există recombinare la o specie cu două gene, fiecare cu două alele, atunci combinația cea mai potrivită de alele poate apărea numai dacă mutațiile benefice apar în același fundal genetic; recombinarea permite mutații benefice să apară în descendențe separate și să vină împreună mai târziu. Mai exact, dacă locusul 1 are două alele A și a unde A este benefic, iar locusul 2 are alele B și b unde B este benefic, cei mai apți indivizi ar avea A și B, dar fără recombinare acești indivizi pot apărea numai dacă mutația de la b->B (sau a->A) apare la un individ Ab (aB); recombinarea permite să apară tipul AB chiar dacă A și B au origini distincte.

Fenomenul pe care îl descrieți (mutația dăunătoare se răspândește prin legătură cu mutația benefică) este o formă de interferență. Adaptare, care ar avea loc prin i) răspândirea alelei benefice la un loc şi ii) purjarea alelei dăunătoare la celălalt locus este împiedicată deoarece cele două sunt în dezechilibru de legătură. Efectul net de selecție pentru acest „complex” este mai aproape de neutru decât unul (sau ambele) efect de selecție pentru fiecare locus. S-ar putea descrie fenomenul cu ceva de genul:

„Alela dăunătoare se răspândește, în ciuda efectului său foarte dăunător, prin interferența Hill-Robertson cauzată de o legătură strânsă cu o alela extrem de benefică”.


Notă (și merit pentru @DermotHarnett): Haplotip este cuvântul potrivit pentru ceea ce ați numit „complex”.


Selecția pozitivă și efectele climatice asupra MHC diversitatea genelor de clasa II la iepuri de câmp (Lepus capensis) dintr-un gradient ecologic abrupt

1 Unité de Recherche Génomique des Insectes Ravageurs des Cultures d’Intérêt Agronomique, Facultatea de Științe din Tunis, Universitatea din Tunis El Manar, 2092 Tunis, Tunisia

Hichem Ben Slimen

1 Unité de Recherche Génomique des Insectes Ravageurs des Cultures d’Intérêt Agronomique, Facultatea de Științe din Tunis, Universitatea din Tunis El Manar, 2092 Tunis, Tunisia

2 Institut Supérieur de Biotechnologie de Béja, Universitatea din Jendouba, Avenue Habib Bourguiba Béja 9000, BP. 382 Béja, Tunisia

Steve Smith

3 Institutul de Cercetare pentru Ecologia Faunei Sălbatice, Universitatea de Medicină Veterinară din Viena, Savoyenstrasse 1, 1160 Viena, Austria

Felix Knauer

3 Institutul de Cercetare pentru Ecologia Faunei Sălbatice, Universitatea de Medicină Veterinară din Viena, Savoyenstrasse 1, 1160 Viena, Austria

Mohamed Makni

1 Unité de Recherche Génomique des Insectes Ravageurs des Cultures d’Intérêt Agronomique, Facultatea de Științe din Tunis, Universitatea din Tunis El Manar, 2092 Tunis, Tunisia

Franz Suchentrunk

3 Institutul de Cercetare pentru Ecologia Faunei Sălbatice, Universitatea de Medicină Veterinară din Viena, Savoyenstrasse 1, 1160 Viena, Austria


Introducere

Proteinele exprimate pe suprafața gameților mediază mai multe tipuri de interacțiuni celulare în momentul fertilizării, inclusiv chimioatractia spermatozoizilor care înoată spre ovul, legarea spermatozoizilor de stratul extracelular al oului, liza sau dizolvarea învelișului oului și fuziunea plasmei gameților. membranelor. Deoarece aceste interacțiuni pot afecta direct succesul reproductiv, genele care codifică astfel de proteine ​​sunt sensibile la selecție și prezintă adesea dovezi de diversificare sau selecție pozitivă care duce la rate ridicate de substituție a aminoacizilor (Swanson și colab., 2001 Swanson și Vacquier, 2002 Hamm și colab. ., 2007 Clark et al., 2009 Vicens & Roldan, 2014). Diferite soluții adaptative ale selecției care acționează asupra variației în atracția, legarea sau fuziunea gameților pot duce la o diferențiere semnificativă a populației în cadrul speciilor (de exemplu, Hart și colab., 2014) și sunt implicate în originea sau menținerea izolării reproductive între specii (Coyne). & Orr, 2004 Palumbi, 2009 Lessios, 2011 Gavrilets, 2014). Înțelegerea naturii selecției asupra genelor de mamifere care codifică proteinele de legare a gameților poate ajuta la caracterizarea cauzelor variației naturale a succesului reproductiv, potențialul de dezvoltare a vaccinurilor contraceptive (Lou și colab., 1995 Delves, Lund & Roitt, 2002 Meeusen et al. al., 2007), sau țintele tratamentului clinic pentru infertilitate (Männikkö și colab., 2005 Huang și colab., 2014).

Genomul uman include trei membri funcționali ai familiei de gene ale domeniului ZP (ZP1, ZP2, și ZP3) care sunt împărtășite cu genomul șoarecelui și codifică porțiunea peptidică a trei glicoproteine ​​care formează învelișul extracelular gros, fibros sau zona pelucidă din jurul oului de mamifer (Hirohashi și colab., 2008 Burnett și colab., 2011 Avella, Xiong & Dean, 2013). Genele de șoarece care codifică proteine ​​cunoscute că interacționează cu învelișul oului (vezi Turner și Hoekstra, 2008a) includ Zp3r (numit si sp56 Buffone și colab., 2008 Wassarman, 2009), care este exprimat în spermatozoizi, localizat pe vezicula acrozomală din capul spermatozoizilor și se leagă de învelișul oului de șoarece (Buffone și colab., 2008 Wassarman, 2009). Soarecele Zp3r gena este omoloagă și sintenică cu gena umană care codifică componenta complementului patru proteină de legare alfa (C4BPA OMIM 120830, 1q32.2). În studiile experimentale, proteinele de șoarece din capul spermatozoizilor (inclusiv ZP3R) interacționează cu un domeniu de legare a spermatozoizilor din regiunea C-terminală a ZP3 (Chen, Litscher și Wassarman, 1998 Williams și colab., 2006) și altul în N- regiunea terminală a ZP2 (Baibakov și colab., 2012 Avella, Xiong & Dean, 2013), dar rolul și semnificația relativă a ZP3 față de ZP2 în specificitatea legării spermatozoizilor de șoarece este controversată (Litscher, Williams și Wassarman, 2009 Baibakov și colab. ., 2012 Muro et al., 2012 Avella, Xiong & Dean, 2013).

Studiile evolutive comparative au relevat faptul că Zp3 a evoluat sub selecția diversificată între specii din unele clade de mamifere și că semnalul selecției pozitive la șoarece Zp3 este cel mai puternic în exonul care codifică domeniul C-terminal de legare a spermei (Swanson și colab., 2001 Turner și Hoekstra, 2006 Turner și Hoekstra, 2008b). Din păcate, există puține informații complementare despre evoluția Zp3r/sp56. În genomul rozătoarelor, Zp3r apare cu C4bpa într-un grup de gene numite regulatorul activatorului complementului (RCA) care codifică multe dintre proteinele implicate în imunitatea înnăscută (Mayilyan, 2012). Relații evolutive între gene legate de Zp3r și C4bpa sunt complicate de duplicarea genelor, divergența funcțională sau pierderea funcției care duce la pseudogene (de exemplu, Rodríguez de Córdoba și colab., 1994 De Villena și Rodríguez de Córdoba, 1995 Hillarp și colab., 1997 Krushkal, Bat și Gigli, 2000). Analizele comparative arată dovezi puternice de diversificare a selecției care acționează pe multe site-uri în C4BPA printre oameni și alte maimuțe mari (Cagliani et al., 2016), dar evoluția Zp3r/sp56 printre șoareci și alte rozătoare nu a fost studiată (vezi Morgan și colab., 2010 Morgan și colab., 2017). În general, a fost dificil să se determine care gene exprimate de spermatozoizi mediază specificitatea sau compatibilitatea legării spermatozoizilor la învelișul oului de mamifer (Turner & Hoekstra, 2008a). Rolul anumitor gene exprimate de spermatozoizi sau interacțiunile lor epistatice cu genele ZP este controversat în studiile la șoarece, care indică faptul că ZP3R se leagă de blana oului, dar nu este necesar pentru fertilitatea masculină (Wassarman, 2009 Muro et al., 2012 Claw, George & Swanson, 2014 Wilburn & Swanson, 2016 Wang et al., 2017). Rolul altor gene în clusterul RCA legat de Zp3r (inclusiv C4BPA) în fertilizare nu a fost studiat direct la oameni sau alte primate.

Dovezi importante pentru selecția care acționează asupra interacțiunilor epistatice dintre gene au venit din măsurătorile puterii dezechilibrului gametic sau din asocierile dintre polimorfisme la loci nelegați fizic care codifică rețele de produse genice care interacționează (Sinervo și Svensson, 2002 Single și colab., 2007 Qian, Zhou & Tang, 2015). Deoarece se așteaptă ca astfel de asocieri să se descompună la meioză, persistența lor în cadrul populațiilor poate fi atribuită selecției continue care favorizează unele combinații avantajoase funcțional de perechi de alele. Pentru genele implicate în recunoașterea gameților, astfel de perechi de alele pot fi menținute printr-un avantaj de fitness la fertilizare (Palumbi, 1999 Clark și colab., 2009 Buzbas, Joyce și Rosenberg, 2011). Rohlfs, Swanson și Weir (2010) au analizat asocieri non-aleatoare între polimorfismele cu un singur nucleotide (SNP) la 1.504 de indivizi din studiul British Birth Cohort din 1958 (Wellcome Trust Case Control Consortium, 2007). Această analiză a folosit două măsuri de dezechilibru gametic (sau dezechilibru de legătură, LD) între genotipuri la SNP-uri din regiunea genomică din apropierea omului. C4BPA si aproape ZP3 (OMIM 182889, 7q11.23). Testele de permutare și simulările de selecție care acționează asupra SNP-urilor de etichetă au sugerat că unele dintre asocierile perechi dintre genotipurile cu două locusuri au fost semnificativ mai puternice decât se aștepta și ar putea fi explicate prin selecție care favorizează anumite combinații de C4BPA și ZP3 genotipurile la fertilizare. Rohlfs, Swanson & amp Weir (2010) au propus un scenariu evolutiv în care conflictul sexual între parteneri asupra ratei optime de legare spermatozoid-ovul (rapid pentru bărbați, lent pentru femele) duce la episoade ciclice de coevoluție între adaptările moleculare masculine și feminine. În acest scenariu, selecția adaptărilor masculine pentru creșterea ratelor de fertilizare (la C4BPA) este urmată de selecția contramăsurilor feminine pentru reducerea ratei contactului spermatozoid-ovul și atenuarea efectelor letale ale polispermiei asupra descendenților (la ZP3) ambele părți ale acestui ciclu sunt conduse de selecția negativă dependentă de frecvență (o formă de selecție de echilibrare), iar procesul are ca rezultat acumularea de perechi coadaptate de C4BPA și ZP3 alele în LD.

Scenariul și mecanismul pentru om C4BPA-ZP3 coevoluția propusă de Rohlfs, Swanson și Weir (2010) poate explica polimorfismul ambelor gene și LD între ele. Acest scenariu este în concordanță cu alte exemple de variație temporală sau ciclică a selecției asupra genelor care codifică proteine ​​de legare a gameților (Levitan, 2012 Wilburn & amp Swanson, 2016), dovezi pentru selecția de echilibrare pe scară largă în genomul uman (Andrés et al., 2009) , rolul propus pentru o astfel de selecție de echilibrare în întreținerea Zp3 polimorfismele în populațiile de șoareci din natură (Turner & Hoekstra, 2008b) și dovezile pentru interacțiunile funcționale ZP3-ZP3R la nivel proteic și celular în timpul fertilizărilor experimentale ale ouălor de șoarece în laborator (Litscher, Williams & amp Wassarman, 2009). Acest scenariu este, de asemenea, în concordanță cu predicțiile generale din modele analoage de selecție de echilibrare care acționează asupra genotipurilor cooperante sau înșelate în sistemele de conflict social (similar cu sistemele de conflict sexual), în care dependența de frecvență negativă duce la o cursă evolutivă a înarmărilor între adaptările pentru cooperare. sau pentru înșelăciune, menține polimorfismul pentru ambele trăsături și creează LD între ele (Brockhurst și colab., 2014 Ostrowski și colab., 2015).

Țintele specifice ale selecției pe caracteristicile funcționale ale legării spermatozoid-ovul care ar putea duce la coevoluția C4BPA și ZP3 se așteaptă să fie polimorfisme de nucleotide non-sinonime care afectează secvența de aminoacizi, structura proteinelor și interacțiunea funcțională dintre proteine ​​la fertilizare. Cu toate acestea, puține dintre SNP-urile de etichetă analizate de Rohlfs, Swanson și Weir (2010) au fost în exoni: niciunul dintre cele șapte SNP-uri de etichetă din ZP3 au fost în secvențe de codificare două din cele nouă etichete SNP în C4BPA erau în secvențe de codificare, dar numai una dintre acestea (rs4844573) a fost un SNP nesinonim care codifică un C4BPA diferenta de aminoacizi. Ca rezultat, majoritatea acestor asocieri perechi între SNP-uri pot fi indirect implicate în C4BPA-ZP3 coevoluția, dar probabil că nu sunt țintele directe ale selecției care acționează asupra variației funcționale între secvențele de codificare exprimate pe suprafețele gameților.

Aici folosim date și metode care le completează și le extind pe cele ale lui Rohlfs, Swanson & amp Weir (2010) pentru a revizui dovezile pentru diversificarea selecției (și în special dovezile pentru efectele selecției de echilibrare) asupra și coevoluția dintre genele umane implicate în legarea spermatozoizilor. la ZP. Folosind secvențe de genom publicate anterior, ne-am concentrat pe variația secvenței de codificare în C4BPA și ZP3, iar în ZP2 gena (OMIM 182888, 16p12.2) care este, de asemenea, implicată în legarea spermatozoizilor-ou (Baibakov și colab., 2012 Avella, Xiong & Dean, 2013). Ca control negativ, am analizat și noi ZP1 (OMIM 615774, 11q12.2), care codifică o proteină structurală care interacționează cu ZP3 și ZP2 pentru a forma matricea fibroasă a zonei pellucide, dar nu se știe că interacționează direct cu sperma. Am găsit câte un site candidat fiecare sub selecția de diversificare episodică în C4BPA, ZP3, și ZP2 (dar nu ZP1) la populaţiile umane. Alte modele de variație la acele trei locuri candidate au fost în concordanță cu ipoteza de echilibrare a selecției care favorizează polimorfismele în acele gene. De asemenea, am găsit dovezi ale unei covariații semnificative între două dintre site-urile candidate și ale succesului reproductiv într-o populație fondatoare umană bine studiată anterior. În total, rezultatele au fost în concordanță cu ipoteza unei forme de selecție echilibrată care duce la coevoluția între aceste gene de recunoaștere a gameților (așa cum a propus Rohlfs, Swanson & amp Weir, 2010 și indică țintele selecției în curs care afectează fertilitatea umană.


CULTURA SĂNĂTĂȚII ÎN STATELE UNITE

Autorii

Afilieri

Această lucrare începe cu trei observații despre cultura asistenței medicale în Statele Unite. În primul rând, acea cultură este centrată pe profesioniști în domeniul sănătății experți individuali, comportamentele lor reflectă modul în care sunt selectați, modul în care sunt educați și ceea ce este nevoie pentru a supraviețui în mediul lor de muncă. Aceste rădăcini culturale ale profesiilor din domeniul sănătății trebuie abordate dacă se dorește să se realizeze schimbarea în îngrijirea sănătății. În al doilea rând, cultura asistenței medicale în această țară este una dintre o ciocnire între forțele concurente. Părțile interesate lucrează unul împotriva celuilalt pentru a obține avantaje pentru ei înșiși în detrimentul celorlalți. Dacă vrem să obținem îmbunătățiri semnificative, această ciocnire competitivă trebuie transformată într-o competiție pentru a lucra împreună pentru a obține rezultatele potrivite pentru pacient. În al treilea rând, asistența medicală de astăzi se confruntă cu schimbări discontinue, perturbatoare. Modul în care profesioniștii din domeniul sănătății iau decizii nu se va extinde pentru a gestiona încărcarea de date care rezultă din descoperirile biologice în genomică, proteomică și alte domenii. Această ultimă observație este o veste bună. Pe măsură ce profesiile din domeniul sănătății și alte părți interesate realizează că nu pot scăpa de schimbări perturbatoare, vom avea o șansă o dată la un secol de a testa abordări mai bune ale îngrijirii sănătății. Pe baza acestor observații, această lucrare pune în contrast cultura actuală a asistenței medicale cu o cultură viitoare în care îngrijirea este furnizată prin abordări de sistem.

Cultura profesiilor sanitare

Cultura profesiilor din domeniul sănătății își are rădăcinile în educația lor. În prima fază a acelui educație, sunt predate bazele științifice ale sănătății și bolii și metoda științifică. Scopul este ca fiecare profesionist să aibă o bază actuală de fapte și să cunoască metoda prin care sunt descoperite faptele. Această fază a educației este pregătirea pentru a acționa asupra a ceea ce este cunoscut, a interpreta literatura nouă și a învăța din practică. Prin analogie, la sfârșitul acestei faze, elevii au învățat cum funcționează mașina și cum este construită, dar habar nu au cum să traseze o cale de la punctul A la punctul B. În a doua fază de educație, elevii învață practică printr-un model de ucenicie în care sunt îndrumați de o varietate de experți individuali. Pentru a continua analogia, în această fază elevii învață multe modalități de a folosi mașina pentru a ajunge de la punctul A la punctul B și care mod funcționează cel mai bine. A treia fază a educației se extinde pe parcursul carierei, pe măsură ce învățarea continuă prin practică și lectură. Dacă se vede ceva neobișnuit la un pacient sau se încearcă ceva nou cu șansa că ar putea funcționa, rapoartele de caz sunt scrise pentru a împărtăși observațiile. Atunci când se caută efectele abordărilor alternative, se efectuează un proces și se redactează rezultatele. Totuși, învățarea rămâne individuală. Fiecare profesionist din domeniul sănătății caută să fie cel mai bun expert în îngrijirea cazurilor pe care le vede.

Cultura profesiilor din domeniul sănătății este influențată de modul în care sunt luate deciziile. Raționamentul profesioniștilor din domeniul sănătății, pentru că sunt experți, are loc prin recunoașterea tiparelor. O persoană cu febră, tuse, infiltrat la o radiografie toracică și un număr crescut de albi este suspectat de pneumonie, în timp ce un număr scăzut de albi provoacă îngrijorarea că sistemul imunitar este copleșit. Aceste concluzii se bazează pe întreaga imagine, aproape în același mod în care este recunoscută o constelație pe cerul nopții. Nu există o prelucrare sistematică a datelor și un calcul al probabilităților combinatorii așa cum se face de către un novice într-o situație de învățare. În plus, datele folosite pentru a lua decizii sunt imprecise. Multe măsurători utilizate în practica clinică sunt măsuri corelative, nu măsurători directe ale substanței în sine. De exemplu, nefrologii obișnuiau să măsoare creatinina serică, un indicator al funcției renale, prin absorbția luminii a unui compus format prin formarea aductului dintre creatinină și ionul picrat. Alți compuși au fost absorbiți la frecvența măsurată, provocând măsuri fals ridicate. Într-un moment în care sensibilitatea testului era de ଐ,3, pragul pentru tratarea pacienților cu transplant pentru respingere a fost o modificare de 0,3. Cu alte cuvinte, medicii au greșit în privința tratamentului cu un medicament toxic, deoarece tratamentul trebuia început devreme pentru a salva transplantul. Genul acesta de raționament a fost folosit în mod regulat, în fața incertitudinii, în situații de viață și de moarte, sub un jurământ care spune “ nu face rău.”.

Cultura profesiilor din domeniul sănătății a fost, de asemenea, modelată de creșterea exponențială a cunoștințelor și tehnologiei biomedicale. Această supraîncărcare este gestionată prin specializare și subspecializare. În acest proces, unii învață din ce în ce mai mult despre tot mai puțin, în timp ce ceilalți învață din ce în ce mai puțin despre mai mult și mai mult. Fluxul de lucru necesită cantități mari de multitasking, este determinat de întrerupere și nu este transparent. Nu există nicio șansă să stai și să reflectezi. Modelele de compensare recompensează munca pe bucată, procedurile și tehnologia. Profesioniștii din domeniul sănătății fac tot posibilul pentru a oferi îngrijiri excepționale, în ciuda „sistemului”. Timpul este cea mai limitată resursă.

Combinația dintre aceste rădăcini interne și presiunile externe a făcut ca cultura profesiilor din domeniul sănătății să devină una în care sunt acceptate circumstanțele care intră în conflict cu asistența medicală de calitate. Variabilitatea în practică este de asemenea acceptată. Cei mai buni experți sunt căutați și se așteaptă să nu fie de acord. Ce altă industrie ar raporta succes dacă ar exista o schimbare a performanței unei practici recomandate de la 60 la 80 la sută din cazuri? Dacă trebuie urmate 5 practici pentru fiecare pacient cu o afecțiune și fiecare este efectuată corect 80 la sută din timp, probabilitatea ca toate cele 5 să fie făcute corect pentru un anumit pacient este de doar 33 la sută. Cultura profesiilor din domeniul sănătății acceptă ținte de îmbunătățire a proceselor care sunt mult mai mici decât este necesar pentru a avea efectul dorit asupra rezultatelor clinice.

Autonomia este un scop al antrenamentului. Provocările celor de mai jos în ierarhie nu sunt acceptabile. Condițiile în care lucrează profesioniștii din domeniul sănătății duc la creșterea încrederii în sine și la cinism (Gray și colab., 1996). Fragmentarea în îngrijire are ca rezultat un sentiment mai puțin de responsabilitate. Deși toată lumea știe că sistemul de sănătate este stricat, fiecare persoană crede că propria sa practică este destul de bună. Datele care arată variabilitatea în practică sunt întâmpinate cu surpriză. În general, profesioniștii din domeniul sănătății sunt pasionați de a face ceea ce trebuie și încearcă să ofere îngrijire pacienților în ciuda sistemului. De cele mai multe ori, fac o treabă bună. Problema este că de cele mai multe ori este insuficientă pentru a evita problemele de calitate care sunt omniprezente în îngrijirea sănătății.

Ciocnirea dintre forțele concurente

Cultura profesiilor medicale este doar una dintre multele provocări culturale pentru obținerea unei îngrijiri medicale mai bune. Sistemul de sănătate din Statele Unite este o ciocnire între forțe concurente, nu este un sistem. Profesioniștii din domeniul sănătății, de exemplu, se concentrează pe plata pentru servicii și pe autonomie. Unitățile de îngrijire caută servicii cu marjă mare și costuri reduse de aprovizionare. Furnizorii se concentrează pe protecția proprietății intelectuale și pe volum. Între timp, consumatorii caută servicii accesibile și costuri reduse din buzunar. Plătitorii urmăresc dreptul de a selecta riscul și de a limita costul. Cumpărătorii doresc mai multă valoare la cel mai mic cost.

După cum subliniază Porter și Teisberg (2006), diferitele părți interesate concurează într-un joc cu sumă zero. Singurul mod în care un plătitor poate reduce costurile pentru un cumpărător, cum ar fi un angajator, este să negocieze cu furnizorul să ia mai puțin sau să forțeze consumatorul să primească mai puțin. Deoarece angajatorii lucrează în afara procesului de îngrijire directă în loc să îmbunătățească acest proces, ei adaugă cheltuieli administrative. Pe măsură ce celelalte părți interesate răspund, creșterea cheltuielilor generale este agravată, iar sistemul devine mai scump și mai puțin funcțional pentru pacient.

Această ciocnire între părțile interesate ridică mai multe bariere culturale în calea asistenței medicale de calitate. Stimulentele nu sunt aliniate. Furnizorii sunt plătiți mai mult dacă folosesc în exces resursele și dacă oferă îngrijire slabă, ceea ce duce la reluare. Aceștia sunt plătiți mai puțin dacă oferă îngrijire atât de bună încât nu este necesară nicio altă îngrijire. Ei sunt plătiți mai mult pentru sarcini tehnice și episodice și puțin pentru munca cognitivă, de coordonare. Directorii generali din domeniul sănătății au o putere limitată, având în vedere autonomia profesioniștilor din domeniul sănătății și competiția dintre spitale pentru medici.

Părțile interesate nu au încredere unul în celălalt. Deși indivizii au încredere în propriii medici, ei nu au încredere în „sistem” (Norris, 2007). Ei sunt mingea în meciul de ping-pong din domeniul sănătății. Ei sunt forțați să schimbe planurile de sănătate în mod regulat, deoarece angajatorii și guvernul încearcă să controleze costurile. Un beneficiar Medicare vede o medie de doi furnizori de asistență medicală primară și cinci specialiști pe an, iar beneficiarii Medicare cu boli cronice multiple văd până la 16 profesioniști din domeniul sănătății (Pham, 2007).

Cultura asistenței medicale acceptă risipa. În discursul său principal, Brent C. James a subliniat datele. Cheltuielile administrative generale în asistența medicală din SUA pot ajunge până la 40 la sută. Treizeci la sută din îngrijirea oferită poate fi inutilă, iar 70 la sută pot fi prevenite. Având în vedere creșterea rapidă a costurilor asistenței medicale, există tensiune cu privire la costul noilor tehnologii, care a reprezentat jumătate din această creștere în ultimele decenii. Ne putem permite o tehnologie din ce în ce mai bună? Costul crescut al asistenței medicale dăunează competitivității economice a țării prin creșterea costului a tot ceea ce facem?

În cele din urmă, cultura acceptă rezultate slabe pe bază de populație. În Statele Unite, 109 decese la 100.000 de pacienți în fiecare an sunt atribuite asistenței medicale, în comparație cu 65 în Franța (Nolte și McKee, 2008). Cu toate acestea, cheltuielile Franței pentru sănătate pe cap de locuitor sunt de aproximativ jumătate din cele ale Statelor Unite.

Spre o nouă cultură a sănătății

Chiar dacă asistența medicală de astăzi ar oferi o calitate acceptabilă și acces la un cost accesibil, cultura asistenței medicale s-ar confrunta cu schimbări perturbatoare, discontinue, din cauza dispariției inevitabile a practicii bazate pe experți (IOM, 2009a). Cercetările cognitive arată că un om poate gestiona de la cinci la nouă fapte într-o singură decizie (Miller, 1956). Chiar și cu descrierile clinice de astăzi ale fenotipului, numărul de fapte care se referă la o decizie poate depăși deja această capacitate, contribuind la suprautilizarea, subutilizarea și utilizarea greșită a îngrijirilor medicale. Datele suplimentare din genetica structurală ne vor împinge probabil în intervalul de zece fapte per decizie. Datele complete despre expresia funcțională a unei persoane pot crea o creștere de zece ori a faptelor pe decizie, iar datele despre proteine ​​pot adăuga o a doua creștere de zece ori. Imaginați-vă un furnizor de asistență medicală primară care încearcă să facă față unei cantități atât de masive de date într-o întâlnire de 15 minute. În mod clar, va fi necesară o nouă paradigmă pentru luarea deciziilor clinice. Această schimbare inevitabilă va crea o șansă o dată într-un secol de a regândi rolurile—și, prin urmare, cultura—în îngrijirea sănătății.

Tabelul 3-1 pune în contrast cultura actuală cu o posibilă cultură viitoare în care abordările sistemice ale sănătății și îngrijirii sănătății sunt utilizate pentru a oferi rezultatele dorite de fiecare dată. În cultura actuală a unei ciocniri între forțe, oamenii încearcă să repare nonsistemul prin stratificarea fix peste fix din exterior. Fiecare remediere adaugă complexitate și cost fără a schimba elementele fundamentale ale furnizării îngrijirii. Scopul ar trebui să fie o cultură viitoare în care sistemul să fie rafinat continuu din interior spre exterior. În această cultură, oamenii sunt recrutați și educați să-și cunoască limitele, să aibă încredere în sistem și în colegii lor și să se aștepte la performanță colectivă perfectă sau corectare cu fiecare eșec. Îngrijirea este coordonată în jurul populațiilor, iar îngrijirea oferită este potrivită pentru individ prin utilizarea sistematică a dovezilor (IOM, 2009b). Fiecare individ este un punct de date într-o bază de date a populației. Furnizorii sunt învățați să practice în echipe multidisciplinare, de înaltă performanță, folosind simularea pentru a-și perfecționa abilitățile și rezultatele pentru a ghida corecțiile cursului (IOM, 2007). Îngrijirea coordonată este plătită și, pe baza valorii, se livrează.

TABELUL 3-1

Comparație între culturile actuale și posibile viitoare de asistență medicală.

În procesul de trecere către această viziune sau alte viitoare posibile, profesioniștii din domeniul sănătății trebuie să se străduiască să păstreze tot ce este mai bun din cultura actuală. Majoritatea oamenilor implicați în îngrijirea sănătății sunt pasionați de ceea ce fac și de a fi în îngrijirea sănătății. Every day, in every hospital or clinic, there are people who go far out of their way to help their patients, despite the ecology in which they work. That passion must be preserved. At the same time, changes must be made to roles, education, decision-making processes, payment structures, and the way success is measured—in short, to the professional and business models of every stakeholder in the system.


Genetica populației

Segregational Load

Similar calculations can be performed for models of balancing selection, yielding estimates of the segregational load. In the case of heterozygote advantage , the load due to a single locus is Sf/(s+t) ( Charlesworth and Charlesworth, 2010 ). Equation [4] can be used to determine the segregational load contributed by a large number of polymorphic loci with independent effects. This can be considerable, even if selection is weak. For example, 10,000 loci each with s=t=0.001 would yield a mean fitness of only 0.0067. This is so low that only a very high fecundity species would be able to produce the two surviving offspring per adult needed to maintain itself. This implies that either most molecular variation has very slight or no effects on fitness, or that the assumption of multiplicative fitnesses is unrealistic.

An extreme alternative to multiplicative fitnesses is truncation selection. Genotypes at a set of loci are assumed to be ordered with respect to their fitnesses as determined by the multiplicative fitness model a fixed proportion of the population, containing the set of genotypes with the highest fitnesses, is allowed to survive. This is equivalent to assuming that individuals compete for a limiting resource, and that only the fittest succeed. Under these conditions, a much larger number of loci can be exposed to selection for a given total L than with multiplicative fitnesses, for the same selection intensity per locus. Less extreme forms of departure from multiplicativity can have similar but smaller effects on the total load.


5 CONCLUSIONS

We screened for signals of selection in two recently established and heavily bottlenecked reindeer founder populations using a ddRADseq data set, and detected two adjacent SNPs which were marked as outliers by all four selection scans and which potentially result from parallel positive selection. We furthermore presented a new selection scan, called GWDS, well suited to our study system, together with Wright–Fisher model simulations which generated power and specificity estimates of GWDS and of PCadapt and OutFLANK. Our simulations showed that positive selection events in small founder populations are most likely detected by GWDS. We hypothesize that our detected genetic signals of selection correspond to differential survival rates and consequent fitness variation among individuals with and without mandibular swellings resulting from dental disease. This study therefore provides both in Silicon and empirical evidence that although founder bottlenecks restrict adaptive potential, small founder populations can nevertheless start adapting to their novel environment directly following a founder event, and this signal can be detected using genomic data.


Referințe

Schlein Y: Leishmania and Sandflies: interactions in the life cycle and transmission. Parasitol Today. 1993, 9 (7): 255-258.

Banuls AL, Hide M, Prugnolle F: Leishmania and the leishmaniases: a parasite genetic update and advances in taxonomy, epidemiology and pathogenicity in humans. Adv Parasitol. 2007, 64: 1-109.

Frommel TO, Button LL, Fujikura Y, McMaster WR: The major surface glycoprotein (GP63) is present in both life stages of Leishmania. Mol Biochem Parasitol. 1990, 38 (1): 25-32.

Jimenez-Ruiz A, Boceta C, Bonay P, Requena JM, Alonso C: Cloning, sequencing, and expression of the PSA genes from Leishmania infantum. Eur J Biochem. 1998, 251 (1–2): 389-397.

Ilg T: Proteophosphoglycans of Leishmania. Parasitol Today. 2000, 16 (11): 489-497.

Rittig MG, Bogdan C: Leishmania-host-cell interaction: complexities and alternative views. Parasitol Today. 2000, 16 (7): 292-297.

Santarem N, Silvestre R, Tavares J, Silva M, Cabral S, Maciel J, Cordeiro-da-Silva A: Immune response regulation by leishmania secreted and nonsecreted antigens. J Biomed Biotechnol. 2007, 2007 (6): 85154-

Olivier M, Gregory DJ, Forget G: Subversion mechanisms by which Leishmania parasites can escape the host immune response: a signaling point of view. Clin Microbiol Rev. 2005, 18 (2): 293-305.

Handman E, Osborn AH, Symons F, van Driel R, Cappai R: The Leishmania promastigote surface antigen 2 complex is differentially expressed during the parasite life cycle. Mol Biochem Parasitol. 1995, 74 (2): 189-200.

Beetham JK, Donelson JE, Dahlin RR: Surface glycoprotein PSA (GP46) expression during short- and long-term culture of Leishmania chagasi. Mol Biochem Parasitol. 2003, 131 (2): 109-117.

Lincoln LM, Ozaki M, Donelson JE, Beetham JK: Genetic complementation of Leishmania deficient in PSA (GP46) restores their resistance to lysis by complement. Mol Biochem Parasitol. 2004, 137 (1): 185-189.

Pizarro-Cerda J, Cossart P: Bacterial adhesion and entry into host cells. Celulă. 2006, 124 (4): 715-727.

Seepersaud R, Hanniffy SB, Mayne P, Sizer P, Le Page R, Wells JM: Characterization of a novel leucine-rich repeat protein antigen from group B streptococci that elicits protective immunity. Infectează Imun. 2005, 73 (3): 1671-1683.

Athman R, Philpott D: Innate immunity via Toll-like receptors and Nod proteins. Curr Opin Microbiol. 2004, 7 (1): 25-32.

McHale L, Tan X, Koehl P, Michelmore RW: Plant NBS-LRR proteins: adaptable guards. Genom Biol. 2006, 7 (4): 212-

Lohman KL, Langer PJ, McMahon-Pratt D: Molecular cloning and characterization of the immunologically protective surface glycoprotein GP46/M-2 of Leishmania amazonensis. Proc Natl Acad Sci USA. 1990, 87 (21): 8393-8397.

Myung KS, Beetham JK, Wilson ME, Donelson JE: Comparison of the post-transcriptional regulation of the mRNAs for the surface proteins PSA (GP46) and MSP (GP63) of Leishmania chagasi. J Biol Chem. 2002, 277 (19): 16489-16497.

Peacock CS, Seeger K, Harris D, Murphy L, Ruiz JC, Quail MA, Peters N, Adlem E, Tivey A, Aslett M, et al: Comparative genomic analysis of three Leishmania species that cause diverse human disease. Nat Genet. 2007, 39 (7): 839-847.

Ivens AC, Peacock CS, Worthey EA, Murphy L, Aggarwal G, Berriman M, Sisk E, Rajandream MA, Adlem E, Aert R, et al: The genome of the kinetoplastid parasite, Leishmania major. Ştiinţă. 2005, 309 (5733): 436-442.

Kajava AV: Structural diversity of leucine-rich repeat proteins. J Mol Biol. 1998, 277 (3): 519-527.

Lole KS, Bollinger RC, Paranjape RS, Gadkari D, Kulkarni SS, Novak NG, Ingersoll R, Sheppard HW, Ray SC: Full-length human immunodeficiency virus type 1 genomes from subtype C-infected seroconverters in India, with evidence of intersubtype recombination. J Virol. 1999, 73 (1): 152-160.

Anisimova M, Nielsen R, Yang Z: Effect of recombination on the accuracy of the likelihood method for detecting positive selection at amino acid sites. Genetica. 2003, 164 (3): 1229-1236.

Kajava AV, Kobe B: Assessment of the ability to model proteins with leucine-rich repeats in light of the latest structural information. Protein Sci. 2002, 11 (5): 1082-1090.

Kahl LP, McMahon-Pratt D: Structural and antigenic characterization of a species- and promastigote-specific Leishmania mexicana amazonensis membrane protein. J Immunol. 1987, 138 (5): 1587-1595.

Murray PJ, Spithill TW, Handman E: The PSA-2 glycoprotein complex of Leishmania major is a glycosylphosphatidylinositol-linked promastigote surface antigen. J Immunol. 1989, 143 (12): 4221-4226.

Anisimova M, Bielawski J, Dunn K, Yang Z: Phylogenomic analysis of natural selection pressure in streptococ genomurilor. BMC Evol Biol. 2007, 7: 154-

Orsi RH, Ripoll DR, Yeung M, Nightingale KK, Wiedmann M: Recombination and positive selection contribute to evolution of Listeria monocytogenes inlA. Microbiologie. 2007, 153 (Pt 8): 2666-2678.

Lehmann P: Structure and evolution of plant disease resistance genes. J Appl Genet. 2002, 43 (4): 403-414.

Sawyer SL, Wu LI, Emerman M, Malik HS: Positive selection of primate TRIM5alpha identifies a critical species-specific retroviral restriction domain. Proc Natl Acad Sci USA. 2005, 102 (8): 2832-2837.

Sackton TB, Lazzaro BP, Schlenke TA, Evans JD, Hultmark D, Clark AG: Dynamic evolution of the innate immune system in Drosophila. Nat Genet. 2007, 39 (12): 1461-1468.

Thompson JD, Gibson TJ, Plewniak F, Jeanmougin F, Higgins DG: The CLUSTAL_X windows interface: flexible strategies for multiple sequence alignment aided by quality analysis tools. Acizi nucleici Res. 1997, 25 (24): 4876-4882.

Fankhauser N, Maser P: Identification of GPI anchor attachment signals by a Kohonen self-organizing map. Bioinformatica. 2005, 21 (9): 1846-1852.

Morgenstern B: DIALIGN 2: improvement of the segment-to-segment approach to multiple sequence alignment. Bioinformatica. 1999, 15 (3): 211-218.

Guindon S, Gascuel O: A simple, fast, and accurate algorithm to estimate large phylogenies by maximum likelihood. Syst Biol. 2003, 52 (5): 696-704.

Keane TM, Creevey CJ, Pentony MM, Naughton TJ, McLnerney JO: Assessment of methods for amino acid matrix selection and their use on empirical data shows that ad hoc assumptions for choice of matrix are not justified. BMC Evol Biol. 2006, 6: 29-

Kumar S, Tamura K, Nei M: MEGA3: Integrated software for Molecular Evolutionary Genetics Analysis and sequence alignment. Brief Bioinform. 2004, 5 (2): 150-163.

Chevenet F, Brun C, Banuls AL, Jacq B, Christen R: TreeDyn: towards dynamic graphics and annotations for analyses of trees. BMC Bioinformatica. 2006, 7: 439-

Yang Z: PAML: a program package for phylogenetic analysis by maximum likelihood. Comput Appl Biosci. 1997, 13 (5): 555-556.

Yang Z, Wong WS, Nielsen R: Bayes empirical bayes inference of amino acid sites under positive selection. Mol Biol Evol. 2005, 22 (4): 1107-1118.


Abstract

Researchers from diverse backgrounds are converging on the view that human evolution has been shaped by gene–culture interactions. Theoretical biologists have used population genetic models to demonstrate that cultural processes can have a profound effect on human evolution, and anthropologists are investigating cultural practices that modify current selection. These findings are supported by recent analyses of human genetic variation, which reveal that hundreds of genes have been subject to recent positive selection, often in response to human activities. Here, we collate these data, highlighting the considerable potential for cross-disciplinary exchange to provide novel insights into how culture has shaped the human genome.


Non-biological evolution [ edit ]

Researchers can also apply evolutionary concepts to non-biological processes, such as (for example) universe formation, evolutionary algorithms in computer science and the development of languages. The study of etymology is one component of analyzing how languages have evolved, and parallels biological evolution (for example) in the way the same language diverges over time into two different languages when two populations that speak the same language become geographically isolated.

Another example of non-biological evolution is the evolution of technology and innovation, which, while being (mostly) intelligently-designed, ⎢] is (mostly) not random. James Burke studied, authored books, and hosted television programmes on the evolution of technology through a historical context.

Models of cultural evolution, such as memetics, have been devised and applied over the years with varying degrees of success. ⎣]

Somewhat confusingly, some sciences use the word "evolution" in a way that has no relation to the biological concept whatsoever. When an astronomer speaks of "stellar evolution", (s)he is taking about the changes that happen to a star over very long periods of time, as it progresses from gas cloud to protostar to main-sequence star to post-main-sequence (super)giant to stellar remnant. When a cosmologist speaks of "cosmic evolution", (s)he is talking about the changes in the size/shape/nature of the Universe over time, sometimes on very long time-scales, and sometimes at very brief time-scales (such as fractions of a second after the Big Bang). Neither of these uses of the word "evolution" has anything to do with populations, heritable traits, selection criteria, descent, or any of the other hallmarks of "evolution" as the term is used in biology.

Creationists consequently confuse the biological and non-biological meanings of the word "evolution" and they claim that the Theory of Evolution - catchily mis-summarized as "molecules-to-man" - includes the origin of the universe and the origin of life. The biological theory of evolution as proposed by Darwin and others has nothing to say about either the origin of the universe or the origin of life on Earth, though some biologists have extended the theory to the very beginning of life. ⎤]


Referințe

Bennetzen, J. L., Ma, J. & Devos, K. M. Mechanisms of recent genome size variation in flowering plants. Ann. Bot. 95, 127–132 (2005).

Dooner, H. K. & Weil, C. F. Give-and-take: interactions between DNA transposons and their host plant genomes. Curr. Opinează. Genet. Dev. 17, 486–492 (2007).

Feschotte, C. Transposable elements and the evolution of regulatory networks. Natura Rev. Genet. 9, 397–405 (2008).

Tollis, M. & Boissinot, S. The evolutionary dynamics of transposable elements in eukaryote genomes. Genome Dyn. 7, 68–91 (2012).

Candela, H. & Hake, S. The art and design of genetic screens: maize. Natura Rev. Genet. 9, 192–203 (2008).

Hsing, Y. et al. A rice gene activation/knockout mutant resource for high throughput functional genomics. Plant Mol. Biol. 63, 351–364 (2007).

Settles, A. M. et al. Sequence-indexed mutations in maize using the UniformMu transposon-tagging population. BMC Genomics 8, 116 (2007).

Singer, T., Yordan, C. & Martienssen, R. A. Robertson's mutator transposons in A. thaliana are regulated by the chromatin-remodeling gene decrease in DNA methylation (DDM1). Genes Dev. 15, 591–602 (2001).

Tsukahara, S. et al. Bursts of retrotransposition reproduced in Arabidopsis. Natură 461, 423–426 (2009).

Wang, H. Y. et al. Transpositional reactivation of two LTR retrotransposons in rice-Zizania recombinant inbred lines (RILs). Hereditas 147, 264–277 (2010).

McClintock, B. The significance of responses of the genome to challenge. Ştiinţă 226, 792–801 (1984).

Lin, C. et al. Dramatic genotypic difference in, and effect of genetic crossing on, tissue culture-induced mobility of retrotransposon Tos17 in rice. Plant Cell Rep. 31, 2057–2063 (2012).

Naito, K. et al. Dramatic amplification of a rice transposable element during recent domestication. Proc. Natl Acad. Sci. Statele Unite ale Americii 103, 17620–17625 (2006).

Ungerer, M. C., Strakosh, S. C. & Zhen, Y. Genome expansion in three hybrid sunflower species is associated with retrotransposon proliferation. Curr. Biol. 16, R872–873 (2006).

Kalendar, R., Tanskanen, J., Immonen, S., Nevo, E. & Schulman, A. H. Genome evolution of wild barley (Hordeum spontaneum) by BARE-1 retrotransposon dynamics in response to sharp microclimatic divergence. Proc. Natl Acad. Sci. Statele Unite ale Americii 97, 6603–6607 (2000).

Wessler, S. R. Turned on by stress. Plant retrotransposons. Curr. Biol. 6, 959–961 (1996).

Maumus, F. et al. Potential impact of stress activated retrotransposons on genome evolution in a marine diatom. BMC Genomics 10, 624 (2009).

Kawase, M., Fukunaga, K. & Kato, K. Diverse origins of waxy foxtail millet crops in East and Southeast Asia mediated by multiple transposable element insertions. Mol. Genet. Genom. 274, 131–140 (2005). This comprehensive analysis of hundreds of accessions of foxtail millet demonstrates that all known 'sticky' accessions in this species are the result of TE-induced mutations of the waxy locus.

Bhattacharyya, M. K., Smith, A. M., Ellis, T. H., Hedley, C. & Martin, C. The wrinkled-seed character of pea described by Mendel is caused by a transposon-like insertion in a gene encoding starch-branching enzyme. Celulă 60, 115–122 (1990).

Kobayashi, S., Goto-Yamamoto, N. & Hirochika, H. Retrotransposon-induced mutations in grape skin color. Ştiinţă 304, 982 (2004).

Cadle-Davidson, M. M. & Owens, C. L. Genomic amplification of the Gret1 retroelement in white-fruited accessions of wild vitis and interspecific hybrids. Theor. Aplic. Genet. 116, 1079–1094 (2008).

Shimazaki, M., Fujita, K., Kobayashi, H. & Suzuki, S. Pink-colored grape berry is the result of short insertion in intron of color regulatory gene. Plus unu 6, e21308 (2011).

Yao, J., Dong, Y. & Morris, B. A. Parthenocarpic apple fruit production conferred by transposon insertion mutations in a MADS-box transcription factor. Proc. Natl Acad. Sci. Statele Unite ale Americii 98, 1306–1311 (2001).

Clegg, M. T. & Durbin, M. L. Tracing floral adaptations from ecology to molecules. Natura Rev. Genet. 4, 206–215 (2003).

Clegg, M. T. & Durbin, M. L. Flower color variation: a model for the experimental study of evolution. Proc. Natl Acad. Sci. Statele Unite ale Americii 97, 7016–7023 (2000).

Park, K. I. et al. A bHLH regulatory gene in the common morning glory, Ipomoea purpurea, controls anthocyanin biosynthesis in flowers, proanthocyanidin and phytomelanin pigmentation in seeds, and seed trichome formation. Planta J. 49, 641–654 (2007).

Glover, D., Durbin, M., Huttley, G. & Clegg, M. T. Genetic diversity in the common morning glory. Plant Species Biol. 11, 41–50 (1996).

Doebley, J. F., Gaut, B. S. & Smith, B. D. The molecular genetics of crop domestication. Celulă 127, 1309–1321 (2006).

Pelsy, F. Molecular and cellular mechanisms of diversity within grapevine varieties. Ereditate 104, 331–340 (2010).

Izawa, T., Konishi, S., Shomura, A. & Yano, M. DNA changes tell us about rice domestication. Curr. Opinează. Plant Biol. 12, 185–192 (2009).

Freeling, M. et al. Fractionation mutagenesis and similar consequences of mechanisms removing dispensable or less-expressed DNA in plants. Curr. Opinează. Plant Biol. 15, 131–139 (2012).

Weigel, D. Natural variation in Arabidopsis: from molecular genetics to ecological genomics. Fiziol vegetal. 158, 2–22 (2012).

Hamilton, J. P. & Buell, C. R. Advances in plant genome sequencing. Planta J. 70, 177–190 (2012).

Feuillet, C. & Eversole, K. Plant science. Solving the maze. Ştiinţă 326, 1071–1072 (2009).

Doi, K., Yasui, H. & Yoshimura, A. Genetic variation in rice. Curr. Opinează. Plant Biol. 11, 144–148 (2008).

Huang, X. et al. A map of rice genome variation reveals the origin of cultivated rice. Natură 490, 497–501 (2012). This is an example of the scale of analysis that is now possible using modern sequencing technology. Sequencing data from hundreds of accessions of wild and domesticated rice has made high-resolution genome-wide association studies (GWASs) for many agronomic traits in cultivated and wild rice possible.

Xu, X. et al. Resequencing 50 accessions of cultivated and wild rice yields markers for identifying agronomically important genes. Nature Biotech. 30, 105–111 (2012).

He, Z. et al. Two evolutionary histories in the genome of rice: the roles of domestication genes. PLoS Genet. 7, e1002100 (2011).

Kloeckener-Gruissem, B. & Freeling, M. Transposon-induced promoter scrambling: a mechanism for the evolution of new alleles. Proc. Natl Acad. Sci. Statele Unite ale Americii 92, 1836–1840 (1995).

Greene, B., Walko, R. & Hake, S. Mutator insertions in an intron of the maize knotted1 gene result in dominant suppressible mutations. Genetica 138, 1275–1285 (1994).

Bharathan, G. et al. Homologies in leaf form inferred from KNOXI gene expression during development. Ştiinţă 296, 1858–1860 (2002).

Salvi, S. et al. Toward positional cloning of Vgt1, a QTL controlling the transition from the vegetative to the reproductive phase in maize. Plant Mol. Biol. 48, 601–613 (2002).

Salvi, S. et al. Conserved noncoding genomic sequences associated with a flowering-time quantitative trait locus in maize. Proc. Natl Acad. Sci. Statele Unite ale Americii 104, 11376–11381 (2007). This is the first demonstration that insertion of a TE into a conserved non-coding sequence can affect an agronomically important trait. This analysis also demonstrates that even TE insertions that are distant from plant genes can have important effects on gene expression.

Chia, J. M. et al. Maize HapMap2 identifies extant variation from a genome in flux. Nature Genet. 44, 803–807 (2012). This paper provides a comprehensive view of extant genetic variation in maize and relates it to variation in agronomically important traits in a species that has an order of magnitude more genetic diversity than humans. Because of the density of the data now available, this analysis makes it possible for high-resolution GWASs to be carried out in maize for the first time.

Freeling, M. & Subramaniam, S. Conserved noncoding sequences (CNSs) in higher plants. Curr. Opinează. Plant Biol. 12, 126–132 (2009).

Liu, S. et al. Mu transposon insertion sites and meiotic recombination events co-localize with epigenetic marks for open chromatin across the maize genome. PLoS Genet. 5, e1000733 (2009).

Vollbrecht, E. et al. Genome-wide distribution of transposed Dissociation elements in maize. Celula plantei 22, 1667–1685 (2010).

Pan, X., Li, Y. & Stein, L. Site preferences of insertional mutagenesis agents in Arabidopsis. Fiziol vegetal. 137, 168–175 (2005).

Naito, K. et al. Unexpected consequences of a sudden and massive transposon amplification on rice gene expression. Natură 461, 1130–1134 (2009). This study demonstrates that rapid and recent amplification of a family of TEs can have substantial effects on expression of nearby genes by introducing stress-responsiveness. It also provides evidence that MITEs may have adapted to minimize the negative effects of transposition by avoiding insertion into exons.

Dooner, H. K., Robbins, T. P. & Jorgensen, R. A. Genetic and developmental control of anthocyanin biosynthesis. Annu. Pr. Genet. 25, 173–199 (1991).

Selinger, D. A. & Chandler, V. L. Major recent and independent changes in levels and patterns of expression have occurred at the b gene, a regulatory locus in maize. Proc. Natl Acad. Sci. Statele Unite ale Americii 96, 15007–15012 (1999).

Selinger, D. A. & Chandler, V. L. B-Bolivia, an allele of the maize b1 gene with variable expression, contains a high copy retrotransposon-related sequence immediately upstream. Fiziol vegetal. 125, 1363–1379 (2001).

Walker, E. L., Robbins, T. P., Bureau, T. E., Kermicle, J. & Dellaporta, S. L. Transposon-mediated chromosomal rearrangements and gene duplications in the formation of the maize R-r complex. EMBO J. 14, 2350–2363 (1995).

Butelli, E. et al. Retrotransposons control fruit-specific, cold-dependent accumulation of anthocyanins in blood oranges. Celula plantei 24, 1242–1255 (2012). This paper provides an example of the programmatic changes that can be introduced by TE insertion. In this case, insertion of a retroelement provided both cold inducibility and tissue specificity.

Studer, A., Zhao, Q., Ross-Ibarra, J. & Doebley, J. Identification of a functional transposon insertion in the maize domestication gene tb1. Nature Genet. 43, 1160–1163 (2011). This paper demonstrates that a key mutation permitting domestication of maize involved a retroelement insertion many kilobases upstream of a gene that enhanced that gene's expression.

Mhiri, C. et al. The promoter of the tobacco Tnt1 retrotransposon is induced by wounding and by abiotic stress. Plant Mol. Biol. 33, 257–266 (1997).

Ivashuta, S. et al. Genotype-dependent transcriptional activation of novel repetitive elements during cold acclimation of alfalfa (Medicago sativa). Planta J. 31, 615–627 (2002).

Ito, H. et al. An siRNA pathway prevents transgenerational retrotransposition in plants subjected to stress. Natură 472, 115–119 (2011).

Grandbastien, M. et al. Stress activation and genomic impact of Tnt1 retrotransposons in Solanaceae. Cytogenet. Genom Res. 110, 229–241 (2005).

Buchmann, R. C., Asad, S., Wolf, J. N., Mohannath, G. & Bisaro, D. M. Geminivirus AL2 and L2 proteins suppress transcriptional gene silencing and cause genome-wide reductions in cytosine methylation. J. Virol. 83, 5005–5013 (2009).

Wang, Q. & Dooner, H. K. Dynamic evolution of bz orthologous regions in the Andropogoneae and other grasses. Planta J. 72, 212–221 (2012).

Swigonova, Z. et al. Close split of sorghum and maize genome progenitors. Genom Res. 14, 1916–1923 (2004).

Yu, C., Zhang, J. & Peterson, T. Genome rearrangements in maize induced by alternative transposition of reversed ac/ds termini. Genetica 188, 59–67 (2011).

Navarro, A. & Barton, N. H. Chromosomal speciation and molecular divergence—accelerated evolution in rearranged chromosomes. Ştiinţă 300, 321–324 (2003).

Guillen, Y. & Ruiz, A. Gene alterations at Drosophila inversion breakpoints provide prima facie evidence for natural selection as an explanation for rapid chromosomal evolution. BMC Genomics 13, 53 (2012).

Joron, M. et al. Chromosomal rearrangements maintain a polymorphic supergene controlling butterfly mimicry. Natură 477, 203–206 (2011).

Lowry, D. B. & Willis, J. H. A widespread chromosomal inversion polymorphism contributes to a major life-history transition, local adaptation, and reproductive isolation. PLoS Biol. 8, e1000500 (2010).

Ammiraju, J. S. et al. Dynamic evolution of Oryza genomes is revealed by comparative genomic analysis of a genus-wide vertical data set. Celula plantei 20, 3191–3209 (2008).

Hurwitz, B. L. et al. Rice structural variation: a comparative analysis of structural variation between rice and three of its closest relatives in the genus Oryza. Planta J. 63, 990–1003 (2010).

Piegu, B. et al. Doubling genome size without polyploidization: dynamics of retrotransposition-driven genomic expansions in Oryza australiensis, a wild relative of rice. Genom Res. 16, 1262–1269 (2006).

Vielle-Calzada, J. P. et al. The Palomero genome suggests metal effects on domestication. Ştiinţă 326, 1078 (2009).

Ledford, H. Halfway point for 1,001 genomes quest. Natură 477, 14 (2011).

Hu, T. T. et al. The Arabidopsis lyrata genome sequence and the basis of rapid genome size change. Nature Genet. 43, 476–481 (2011).

Woodhouse, M. R., Pedersen, B. & Freeling, M. Transposed genes in Arabidopsis are often associated with flanking repeats. PLoS Genet. 6, e1000949 (2010).

Yang, S. et al. Repetitive element-mediated recombination as a mechanism for new gene origination in Drosophila. PLoS Genet. 4, e3 (2008).

Bhutkar, A., Russo, S. M., Smith, T. F. & Gelbart, W. M. Genome-scale analysis of positionally relocated genes. Genom Res. 17, 1880–1887 (2007).

Abrouk, M. et al. Grass microRNA gene paleohistory unveils new insights into gene dosage balance in subgenome partitioning after whole-genome duplication. Celula plantei 24, 1776–1792 (2012).

van der Knaap, E., Sanyal, A., Jackson, S. A. & Tanksley, S. D. High-resolution fine mapping and fluorescence in situ hybridization analysis of sun, a locus controlling tomato fruit shape, reveals a region of the tomato genome prone to DNA rearrangements. Genetica 168, 2127–2140 (2004).

Xiao, H., Jiang, N., Schaffner, E., Stockinger, E. J. & van der Knaap, E. A retrotransposon-mediated gene duplication underlies morphological variation of tomato fruit. Ştiinţă 319, 1527–1530 (2008). This study provides the first evidence in plants that retrotransposon-mediated retrotransposition can result in functional reprogramming patterns of gene expression.

Freeling, M. et al. Many or most genes in Arabidopsis transposed after the origin of the order Brassicales. Genom Res. 18, 1924–1937 (2008).

Wang, Y. H. & Warren, J. T. Jr. Mutations in retrotransposon AtCOPIA4 compromises resistance to Hyaloperonospora parasitica în Arabidopsis thaliana. Genet. Mol. Biol. 33, 135–140 (2010).

Yi, H. & Richards, E. J. A cluster of disease resistance genes in Arabidopsis is coordinately regulated by transcriptional activation & RNA silencing. Celula plantei 19, 2929–2939 (2007).

Jiang, N., Bao, Z., Zhang, X., Eddy, S. R. & essler, S. R. Pack-MULE transposable elements mediate gene evolution in plants. Natură 431, 569–573 (2004). In this paper, it is shown that TEs can capture, duplicate and combine thousands of gene fragments in rice, raising the possibility that TEs may be an important source of new genes in plants.

Juretic, N., Hoen, D. R., Huynh, M. L., Harrison, P. M. & Bureau, T. E. The evolutionary fate of MULE-mediated duplications of host gene fragments in rice. Genom Res. 15, 1292–1297 (2005).

Hanada, K. et al. The functional role of pack-MULEs in rice inferred from purifying selection and expression profile. Celula plantei 21, 25–38 (2009).

Du, C., Fefelova, N., Caronna, J., He, L. & Dooner, H. K. The polychromatic Helitron landscape of the maize genome. Proc. Natl Acad. Sci. Statele Unite ale Americii 106, 19916–19921 (2009).

Wang, W. et al. High rate of chimeric gene origination by retroposition in plant genomes. Celula plantei 18, 1791–1802 (2006).

Muehlbauer, G. J. et al. A hAT superfamily transposase recruited by the cereal grass genome. Mol. Genet. Genom. 275, 553–563 (2006).

Hudson, M. E., Lisch, D. R. & Quail, P. H. The FHY3 și FAR1 genes encode transposase-related proteins involved in regulation of gene expression by the phytochrome A-signaling pathway. Planta J. 34, 453–471 (2003).

Li, G. şi colab. Coordinated transcriptional regulation underlying the circadian clock in Arabidopsis. Nature Cell Biol. 13, 616–622 (2011).

Lin, R. et al. Transposase-derived transcription factors regulate light signaling in Arabidopsis. Ştiinţă 318, 1302–1305 (2007). This is the first demonstration that a plant transposase can take on a new functional role as a transcription factor. This study also showed that a family of exapted transposases has a key role in light signalling in plants.

Ouyang, X. et al. Genome-wide binding site analysis of FAR-RED ELONGATED HYPOCOTYL3 reveals its novel function in Arabidopsis dezvoltare. Celula plantei 23, 2514–2535 (2011).

Joly-Lopez, Z., Forczek, E., Hoen, D. R., Juretic, N. & Bureau, T. E. A. Gene family derived from transposable elements during early angiosperm evolution has reproductive fitness benefits in Arabidopsis thaliana. PLoS Genet. 8, e1002931 (2012).

Cowan, R. K., Hoen, D. R., Schoen, D. J. & Bureau, T. E. MUSTANG is a novel family of domesticated transposase genes found in diverse angiosperms. Mol. Biol. Evol. 22, 2084–2089 (2005).

Bundock, P. & Hooykaas, P. An Arabidopsis hAT-like transposase is essential for plant development. Natură 436, 282–284 (2005).

Donoghue, M. T., Keshavaiah, C., Swamidatta, S. H. & Spillane, C. Evolutionary origins of Brassicaceae specific genes in Arabidopsis thaliana. BMC Evol. Biol. 11, 47 (2011).

Charlesworth, B., Borthwick, H., Bartolome, C. & Pignatelli, P. Estimates of the genomic mutation rate for detrimental alleles in Drosophila melanogaster. Genetica 167, 815–826 (2004).

Brookfield, J. F. The ecology of the genome — mobile DNA elements and their hosts. Natura Rev. Genet. 6, 128–136 (2005).

Lisch, D. Epigenetic regulation of transposable elements in plants. Annu. Rev. Plant Biol. 60, 43–66 (2009).

Slotkin, R. K. & Martienssen, R. Transposable elements and the epigenetic regulation of the genome. Natura Rev. Genet. 8, 272–285 (2007).

Kinoshita, Y. et al. Control of FWA gene silencing in Arabidopsis thaliana by SINE-related direct repeats. Planta J. 49, 38–45 (2007).

Fujimoto, R. et al. Evolution and control of imprinted FWA genes in the genus Arabidopsis. PLoS Genet. 4, e1000048 (2008).

Jeddeloh, J. A., Stokes, T. L. & Richards, E. J. Maintenance of genomic methylation requires a SWI2/SNF2-like protein. Nature Genet. 22, 94–97 (1999).

Saze, H. & Kakutani, T. Heritable epigenetic mutation of a transposon-flanked Arabidopsis gene due to lack of the chromatin-remodeling factor DDM1. EMBO J. 26, 3641–3652 (2007).

Liu, J. He, Y., Amasino, R. & Chen, X. siRNAs targeting an intronic transposon in the regulation of natural flowering behavior in Arabidopsis. Genes Dev. 18, 2873–2878 (2004).

Strange, A. et al. Major-effect alleles at relatively few loci underlie distinct vernalization and flowering variation in Arabidopsis accessions. Plus unu 6, e19949 (2011).

Lister, R. et al. Highly integrated single-base resolution maps of the epigenome in Arabidopsis. Celulă 133, 523–536 (2008).

Gehring, M., Bubb, K. L. & Henikoff, S. Extensive demethylation of repetitive elements during seed development underlies gene imprinting. Ştiinţă 324, 1447–1451 (2009).

Zemach, A. et al. Local DNA hypomethylation activates genes in rice endosperm. Proc. Natl Acad. Sci. Statele Unite ale Americii 107, 18729–18734 (2010).

Kashkush, K., Feldman, M. & Levy, A. A. Transcriptional activation of retrotransposons alters the expression of adjacent genes in wheat. Nature Genet. 33, 102–106 (2003). This paper shows that read-out transcription from retroelements in plants can have substantial effects on gene expression. It also demonstrates that naturally occurring variation in methylation of retroelements can result in differences in expression and tissue specificity of genes.

Jiang, N., Jordan, I. K. & Wessler, S. R. Dasheng and RIRE2. A nonautonomous long terminal repeat element and its putative autonomous partner in the rice genome. Fiziol vegetal. 130, 1697–1705 (2002).

Ammiraju, J. S. et al. Evolutionary dynamics of an ancient retrotransposon family provides insights into evolution of genome size in the genus Oryza. Planta J. 52, 342–351 (2007).

Kashkush, K. & Khasdan, V. Large-scale survey of cytosine methylation of retrotransposons and the impact of readout transcription from long terminal repeats on expression of adjacent rice genes. Genetica 177, 1975–1985 (2007).

He, G. et al. Global epigenetic and transcriptional trends among two rice subspecies and their reciprocal hybrids. Celula plantei 22, 17–33 (2010).

Hollister, J. D. & Gaut, B. S. Epigenetic silencing of transposable elements: a trade-off between reduced transposition and deleterious effects on neighboring gene expression. Genom Res. 19, 1419–1428 (2009).

Hollister, J. D. et al. Transposable elements and small RNAs contribute to gene expression divergence between Arabidopsis thaliana și Arabidopsis lyrata. Proc. Natl Acad. Sci. Statele Unite ale Americii 108, 2322–2327 (2011). Evidence is provided in this paper that silencing of TEs near genes can result in an overall reduction in gene expression. This suggests that although there is a benefit to silencing TEs, there is also a substantial potential cost, and it raises the possibility that TEs can have global effects on host gene function.

Lu, C. et al. Miniature inverted-repeat transposable elements (MITEs) have been accumulated through amplification bursts and play important roles in gene expression and species diversity in Oryza sativa. Mol. Biol. Evol. 29, 1005–1017 (2012).

Furbank, R. T. & Tester, M. Phenomics—technologies to relieve the phenotyping bottleneck. Trends Plant Sci. 16, 635–644 (2011).

Brachi, B., Morris, G. P. & Borevitz, J. O. Genome-wide association studies in plants: the missing heritability is in the field. Genom Biol. 12, 232 (2011).

Van de Peer, Y., Fawcett, J. A., Proost, S., Sterck, L. & Vandepoele, K. The flowering world: a tale of duplications. Trends Plant Sci. 14, 680–688 (2009).

Treangen, T. J. & Salzberg, S. L. Repetitive DNA and next-generation sequencing: computational challenges and solutions. Natura Rev. Genet. 13, 36–46 (2012).

Tarailo-Graovac, M. & Chen, N. Using RepeatMasker to identify repetitive elements in genomic sequences. Curr. Protoc. Bioinformatica 25, 4.10.1–4.10.14 (2009).


Priveste filmarea: Cum rezolvi candidozele eficient și pe termen lung? (Ianuarie 2022).