DNA van prehistorische gist gereconstrueerd
11 december 2012 door Eos-redactieVia algoritmes werd het oeroude DNA van gist voorspeld en daarna nagebouwd. Zo zagen wetenschappers hoe een oergen over 100 miljoen jaar muteerde tijdens het kopiëren.
Wetenschappers zijn erin geslaagd het DNA en de eiwitten te reconstrueren van prehistorische gistcellen. Ze gaan in het onderzoek na hoe genen van gistcellen in de loop van meer dan 100 miljoen jaar evolueerden naar de huidige vorm.
Aan het onderzoek werken wetenschappers mee van Harvard, de UGent, KU Leuven en VIB. ‘Uit tientallen DNA-codes hebben we via complexe algoritmes de oude DNA-code kunnen voorspellen’, vertelt Steven Maere van VIB en UGent. ‘Deze stukjes prehistorisch DNA hebben we nagebouwd om zo de overeenkomstige oude eiwitten aan te maken.’ Zo konden de wetenschappers de oeroude gist vergelijken met de huidige versies. Die vergelijking is doorgaans niet mogelijk bij gebrek aan prehistorisch DNA en eiwitten.
De wetenschappers zochten specifiek naar de manier waarop gisten zich aangepast hebben om verschillende suikers te kunnen afbreken. ‘We vonden dat het oer-gen voor het eiwit dat instaat voor de vertering van maltose - suiker in graan - tijdens de evolutie een aantal keren gekopieerd werd’, legt Karin Voordeckers van de KU Leuven uit. ‘Het DNA van sommige kopieën is lichtjes gewijzigd, waardoor nieuwe eiwitten ontstonden die andere suikers kunnen afbreken. Door deze veranderingen te modelleren in de overeenkomstige eiwitten, begrijpen we nu hoe slechts enkele wijzigingen in het DNA konden leiden tot de ontwikkeling van nieuwe activiteiten in deze eiwitten.’
‘Ons onderzoek schetst een beeld van hoe nieuwe functies kunnen ontstaan in een evolutie op relatief korte tijd’, zegt Maere. Het weerlegt de kritiek van creationisten die de kans op het ontstaan van een nieuw stukje DNA, en een nieuwe eigenschap, even groot achten als de kans dat een moderne jumbojet zich spontaan assembleert uit een paar brokstukken.
De wetenschappers denken dat verdubbelingen in het DNA heel vaak aan de basis liggen van het ontstaan van schijnbaar nieuwe eiwitten. De jumbojet wordt dus geleidelijk gebouwd uit een kopie van een bestaand vliegtuig.
Het onderzoek staat in PLoS Biology.
