[ad_1]
Kusut dalam DNA yang tidak terpotong dapat membuat titik panas mutasi dalam genom bakteri, menurut sebuah studi baru oleh the Pusat Evolusi Milner di Universitas Bath.
Penulis penelitian mengatakan temuan ini akan membantu kita di masa depan untuk memprediksi evolusi bakteri dan virus dari waktu ke waktu, yang dapat membantu desain vaksin dan pemahaman yang lebih baik tentang resistensi antibiotik.
Hotspot evolusi disebabkan oleh kusut dalam DNA yang dapat mengganggu mesin replikasi DNA, mengakibatkan mutasi. Kredit gambar: cooperr
Sementara sebagian besar evolusi dibentuk oleh seleksi alam, di mana hanya individu-individu yang beradaptasi dengan lingkungan mereka yang mampu bertahan dan mewariskan gen mereka, sebuah studi baru yang diterbitkan di Komunikasi Alam menunjukkan bahwa evolusi juga dipengaruhi oleh kusut dalam untaian DNA.
Sebuah tim ilmuwan, yang dipimpin oleh University of Bath bekerja sama dengan University of Birmingham, melihat evolusi dua strain bakteri tanah Pseudomonas fluorescens (SBW25 dan Pf0-1).
Ketika para ilmuwan menghilangkan gen yang memungkinkan bakteri untuk berenang, kedua jenis bakteri dengan cepat mengembangkan kemampuan untuk berenang lagi, tetapi menggunakan rute yang sangat berbeda.
Salah satu strain (disebut SBW25), selalu bermutasi bagian yang sama dari gen tertentu untuk mendapatkan kembali mobilitas.
Namun, strain lain (disebut Pf0-1) bermutasi di tempat yang berbeda pada gen yang berbeda setiap kali para ilmuwan mengulangi percobaan.
Untuk memahami mengapa satu strain berevolusi dapat diprediksi dan yang lainnya tidak dapat diprediksi, mereka membandingkan urutan DNA dari kedua strain tersebut. Mereka menemukan bahwa pada galur SBW25, yang bermutasi dengan cara yang dapat diprediksi, ada daerah di mana untai DNA melingkar kembali dengan sendirinya membentuk kusut berbentuk jepit rambut.
Kekusutan ini dapat mengganggu mesin sel, yang disebut DNA polimerase, yang menyalin gen selama pembelahan sel, sehingga membuat mutasi lebih mungkin terjadi.
Ketika tim menghilangkan struktur jepit rambut menggunakan enam mutasi diam (tanpa mengubah urutan protein yang dihasilkan), ini menghapus hotspot mutasi dan bakteri mulai berevolusi dalam berbagai cara yang jauh lebih luas untuk mendapatkan kembali kemampuan berenangnya.
Dr Tiffany Taylor, dari Milner Center for Evolution, mengatakan: “DNA biasanya membentuk struktur heliks ganda, tetapi ketika DNA disalin, untaiannya terpisah sebentar.
“Kami telah menemukan ada titik panas dalam DNA di mana urutannya menyebabkan untaian DNA yang terpisah terpelintir kembali ke diri mereka sendiri – sedikit seperti ketika Anda menarik untaian tali – ini menghasilkan kusut.
“Ketika enzim DNA polimerase berjalan di sepanjang untai untuk menyalin gen, ia menabrak kusut dan dapat melompat, menyebabkan mutasi.
“Eksperimen kami menunjukkan bahwa kami mampu membuat atau menghapus hotspot mutasi dalam genom dengan mengubah urutan untuk menyebabkan atau mencegah kusutnya jepit rambut.
“Ini menunjukkan bahwa meskipun seleksi alam masih merupakan faktor terpenting dalam evolusi, ada faktor lain yang juga berperan.
“Jika kita tahu di mana titik potensial mutasi pada bakteri atau virus, mungkin membantu kita untuk memprediksi bagaimana mikroba ini dapat bermutasi di bawah tekanan selektif.”
Titik panas mutasi telah ditemukan dalam sel kanker, dan para peneliti berencana untuk mencarinya di berbagai spesies bakteri, termasuk patogen penting.
Informasi ini dapat membantu para ilmuwan lebih memahami bagaimana bakteri dan virus berevolusi, yang dapat membantu dalam mengembangkan vaksin terhadap varian penyakit baru. Ini juga dapat mempermudah untuk memprediksi bagaimana mikroba dapat mengembangkan resistensi terhadap antibiotik.
Dr James Horton, yang baru saja menyelesaikan PhD-nya di Milner Center for Evolution, mengatakan: “Seperti banyak penemuan menarik, ini ditemukan secara tidak sengaja. Mutasi yang kami lihat disebut diam karena tidak mengubah urutan protein yang dihasilkan, jadi awalnya kami tidak menganggapnya penting.
“Namun temuan kami secara fundamental menantang pemahaman kami tentang peran yang dimainkan mutasi diam dalam adaptasi.”
Sumber: Universitas Bath
[ad_2]
