Genduplicatie is een fenomeen dat optreedt wanneer een DNA-segment wordt gedupliceerd, waardoor een nieuwe kopie ontstaat.

Voor veel gedupliceerde genen , zal een van de kopieën uiteindelijk worden geïnactiveerd omdat deze overbodig is voor onze vereisten. Het is alsof we een back-upgen hebben voor het geval de originele kopie niet meer effectief functioneert.

In sommige gevallen blijven beide kopieën van het gedupliceerde gen echter actief .

Dit schept een dilemma omdat het extra gen overbodig lijkt te zijn, en de evolutie in het algemeen alle genen zou elimineren die geen voordeel opleveren voor het organisme.

Het team, onder leiding van Michael Hiller van de afdeling Biologie, heeft aangetoond dat in veel gevallen beide genkopieën actief worden getranscribeerd, maar niet tegelijkertijd.

Hun onderzoek, gepubliceerd in Nature Communications , is de eerste grootschalige analyse van de expressiepatronen van gedupliceerde genen en biedt een verklaring waarom veel van deze genen behouden blijven ondanks dat ze overbodig lijken te zijn.

Hiller en zijn team gebruikten RNA-sequentiegegevens van verschillende organismen om genexpressiepatronen in gedupliceerde genenparen te onderzoeken .

Ze ontdekten dat in veel gevallen het ene gen sterker tot expressie komt in bepaalde weefsels of ontwikkelingsstadia, terwijl het andere sterker tot expressie komt in verschillende weefsels of ontwikkelingsstadia.

Dit suggereert dat, ook al hebben de genen dezelfde algemene functie, ze in verschillende contexten een gespecialiseerde rol hebben verworven.

Dit betekent dat geen van beide kopieën overbodig wordt.

De onderzoekers identificeerden ook gevallen waarin één kopie van het gen een geheel nieuwe functie heeft ontwikkeld .

Dit kan gebeuren wanneer het gen een nieuw regulerend gebied verwerft of andere mutaties ervaart die zijn gedrag veranderen.

De bevindingen van het team bieden een verklaring waarom een ​​aanzienlijk deel van de gedupliceerde genen in het genoom blijft, ondanks hun schijnbare redundantie.

Hun werk heeft belangrijke implicaties voor het begrijpen van de evolutie van genexpressie en de ontwikkeling van nieuwe eigenschappen in organismen.