Joltin' Joe увековечен в песне, Babe Ruth - в шоколадном батончике, но только у Майкла Джордана есть ген, названный в его честь.
Легендарная способность Джордана к прыжкам вдохновила двух клеточных биологов из Вашингтонского университета в Сент-Луисе назвать транспозон - узкоспециализированный ген - в честь иконы спорта и культуры. Транспозон - это тип гена, распространенный в различных организмах, от водорослей до человека, который буквально перескакивает с одного участка клетки на другой.
Хотя транспозоны в изобилии, контролировать их для полезных исследований было почти невозможно, пока Дэвид Кирк, доктор философии. Д., профессор биологии, и Стивен Миллер, доктор философии, научный сотрудник в области биологии в области искусств и наук, обнаружили контроль окружающей среды для одного вида транспозонов. Транспозон, обнаруженный Кирком и Миллером в Volvox, зеленой водоросли, подпрыгивает, когда испытывает стресс - не из-за надоедливой двойной команды New York Knicks, а из-за низких температур, которые биологи используют для выращивания особых культур Volvox.
Когда он прыгает, Кирк и Миллер могут распознать, куда приземляется Джордан, по его характерной генетической сигнатуре, так же узнаваемой для биолога, вглядывающегося в микроскоп, как слэм-данк игрока для болельщика, смотрящего повторы. Затем они используют Джордана, чтобы изолировать интересующие гены, чтобы понять их форму и функцию. Ген прыжков Джордана помог биологам, занимающимся развитием, открыть и проанализировать два важных гена, которые играют ключевую роль в одной из величайших загадок жизни: как отдельные клетки размножаются и становятся специализированными..
Кирк и Миллер сообщают о секвенировании или генетическом анализе ключевого гена, необходимого для клеточного деления, и другого гена «главного контроля», который регулирует тип клеток у Volvox в феврале 2019 года.15, 1999, выпуск журнала «Развитие». Их исследования спонсируются Национальным научным фондом и Министерством сельского хозяйства США.
«У Джордана есть две особые генетические последовательности на концах, которые позволяют гену вырезать свой путь из клетки в одном месте и повторно внедряться в другом», - объясняет Кирк. «Это то, что называется прыжком. Мы можем распознать мутацию Джордана в гене, где она приземлилась, а затем извлечь уже существовавшую ДНК этого гена и изучить ее. Наличие Джордана в гене дает нам возможность вытащить интересующую ДНК. как мы нашли эти два гена, и их открытие привело к гораздо более глубокому пониманию Volvox, чем когда-либо раньше».
Находка проливает свет на простой организм, который изучался в течение 300 лет, и имеет значение для того, как организмы разных видов размножаются и развивают специализированные клетки. Кроме того, работа Кирка и Миллера способствует пониманию того, как транспозоны в целом могут когда-нибудь работать в качестве векторов или носителей ДНК для генной терапии и как транспозоны могут вызывать раковые клетки. Подсчитано, что 50 процентов всех спонтанных мутаций происходят из-за вставок транспозонов в другие гены.
Джордан приземлился в генах glsA и regA. Кирк и Миллер сообщают, что glsA необходим для «асимметричного деления» у Volvox, при котором только крупные клетки становятся зародышевыми клетками, и только мелкие клетки становятся клетками тела. Ген glsA имеет аналог у человека, называемый MPP11. Известно, что MPP11 играет роль в делении клеток. И его генетический состав более чем на 50 процентов идентичен гену glsA.
"Это было для нас удивительно", - говорит Кирк. «Сходство действительно близко для организмов, разделенных по крайней мере одним миллиардом лет эволюции». Только пять других генов, подобных glsA, были обнаружены в биосфере: три у млекопитающих и по одному у грибов и водорослей.
RegA, с другой стороны, предотвращает превращение клеток организма в зародышевые клетки, используя активность 18 других генов, которые ингибируют образование хлоропластов в клетках организма. Поскольку Volvox - это зеленая водоросль, она получает энергию от фотосинтеза; без образования новых хлоропластов у клеток организма есть только ограниченное время для выполнения своей функции, а затем они умирают. «Вольвокс интересует биологов, потому что у него есть только два типа клеток: соматические или клетки тела, которые выполняют свои функции и умирают в течение пяти дней, и зародышевые клетки, которые размножаются», - объясняет Кирк, чья лаборатория - одна из трех в мире, посвященных Volvox. исследования. «Вот что делает Volvox важной системой. Мы пытаемся получить общую картину базового развития клеток всего с двумя типами клеток, в отличие от попыток понять основы у млекопитающих, у которых одновременно развивается до 200 различных типов клеток. один раз."
Холодный толчок
Кирк и его коллеги потратили шесть лет на разработку методов поиска Джордана. Наконец, в 1994 году Миллер, в то время начинающий научный сотрудник лаборатории Кирка, выделил ген прыжка и назвал его на основе его очевидных признаков.
Итак, как далеко прыгает Джордан? Вертикальный скачок в клеточной биологии не имеет аналога, но Кирк и Миллер обнаружили, что Джордан половину времени прыгает в соседнее место, а другую половину - в случайные места в геноме Volvox или наборе генов. В Volvox обнаружено пять семейств транспозонов, но Джордан - единственное, которое можно заставить прыгать.
Кирк и Миллер обнаружили, что выращивание Volvox в их лаборатории при более низких температурах вызывает стресс у организма и заставляет Джордана прыгать.
«Мы обнаружили, что, просто выращивая культуры Volvox при более низких температурах, мы можем увеличить прыгучесть Джордана в 30-50 раз», - говорит он. «Важно, чтобы Джордан часто прыгал, потому что из каждой тысячи прыжков в Volvox, может быть, только один раз он приземлится на интересующий нас ген».
Между тем, Кирк знает, когда у него «горячая рука». Он и Миллер планируют использовать Джордана, чтобы помочь найти как минимум два других гена, которые, по их мнению, работают с glsA в клеточном делении, а также найти другие гены зародышевых клеток.