Genomic islands of divergence reveal selection on the alternate homeolog in upper Fraser River sockeye run-timing groups
यह अध्ययन क्रोमोसोम 18 पर एक बड़े, अनुकूलनशील जीनोमिक आइलैंड की पहचान करने के लिए होल-जीनोम री-सीक्वेंसिंग का उपयोग करता है जिसमें एक *lrrc9-like* होमोलॉग (homeolog) शामिल है जो विशिष्ट ऊपरी फ्रेजर नदी साल्मन रन-टाइमिंग समूहों को अलग करता है, जो स्थानीय अनुकूलन और रन टाइमिंग विविधता को चलाने में होमोलोगस क्षेत्रों की महत्वपूर्ण भूमिका को पुष्ट करता है।
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अपर फ्रेजर नदी में सोके (sockeye) सैल्मन की आबादी को केवल एक समान भीड़ के रूप में नहीं, बल्कि एक हलचल भरे शहर के रूप में कल्पना करें जहाँ विभिन्न मोहल्लों ने जीवित रहने के लिए अलग-अलग "पारिवारिक नुस्खे" विकसित कर लिए हैं। वैज्ञानिकों ने हाल ही में सैल्मन के आनुवंशिक ब्लूप्रिंट (उनके डीएनए) का गहरा अध्ययन किया है ताकि यह समझा जा सके कि क्यों कुछ समूहों के मछलियाँ साल के अलग-अलग समय पर ऊपर की ओर तैरती हैं।
सैल्मन के जीनोम को निर्देशों की एक विशाल निर्देश पुस्तिकाओं (instruction manuals) के रूप में सोचें, जो 24 अलग-अलग बुकशेल्फ़ (गुणसूत्र/क्रोमोसोम) में व्यवस्थित हैं। शोधकर्ता इन किताबों के विशिष्ट पन्नों की तलाश कर रहे थे जो उन "स्विचों" की तरह काम करते हैं जो यह नियंत्रित करते हैं कि मछलियाँ कब दौड़ने का निर्णय लेती हैं।
"द्वीप" का अंतर
इन बुकशेल्फ़्स में से एक (क्रोमोसोम 18) के बीच में, वैज्ञानिकों को एक अजीब, अलग पैच मिला जिसे वे "डाइवर्जेंस का द्वीप" (island of divergence) कहते हैं। आप इस द्वीप को एक विशेष मोहल्ले के रूप में देख सकते हैं जहाँ सभी निवासी बिल्कुल एक जैसा यूनिफॉर्म पहनते हैं। नाडिना (Nadina), स्टेलाको (Stellako), और स्टुअर्ट-समर (Stuart-Summer) सैल्मन समूहों में, यह मोहल्ला समान आनुवंशिक निर्देशों (विस्तारित होमोजायगोसिटी/extended homozygosity) से भरा हुआ है, और आनुवंशिक "लहजों" की सामान्य विविधता (कम हुआ ताजीमा डी/reduced Tajima's D) को सुव्यवस्थित कर दिया गया है।
हालाँकि, यह पूरे शहर का चलन नहीं है। अर्ली स्टुअर्ट (Early Stuart) सैल्मन, जो ठीक बगल में रहते हैं, उनके पास यह विशेष मोहल्ला बिल्कुल नहीं है। इस क्षेत्र में उनके आनुवंशिक निर्देश बाकी बुकशेल्फ़ की तरह ही दिखते हैं—विविधता और सामान्य अंतरों से भरपूर।
डबल-बुक रहस्य
यहीं से कहानी वास्तव में दिलचस्प हो जाती है। सैल्मन, कई अन्य मछलियों की तरह, एक अनूठा आनुवंशिक इतिहास रखते हैं जहाँ उनकी पूरी लाइब्रेरी को लंबे समय पहले मूल रूप से कॉपी और पेस्ट किया गया था। इसका मतलब है कि उनके पास "होमोलॉगस" (homeologous) क्षेत्र हैं—मूल रूप से, दो अलग-अलग बुकशेल्फ़ जिनमें बहुत समान अध्याय शामिल हैं।
शोधकर्ताओं ने पाया कि क्रोमोसोम 18 पर यह विशेष "द्वीप" वास्तव में एक अलग बुकशेल्फ़ (क्रोमोसोम 12) पर मौजूद एक प्रसिद्ध, सु well-known "द्वीप" की दर्पण छवि है। वैज्ञानिक पहले से ही जानते थे कि क्रोमोसोम 12 का द्वीप एक महत्वपूर्ण जीन (जिसे lrrc9 कहा जाता है) रखता है जो एक मास्टर क्लॉक की तरह कार्य करता है, जिससे सैल्मन को यह तय करने में मदद मिलती है कि उन्हें कब दौड़ना है।
अपर फ्रेजर नदी में, सैल्मन ने इस "क्लॉक जीन" को क्रोमोसोम 18 पर भी स्वैप या डुप्लिकेट किया हुआ प्रतीत होता है। नाडिना, स्टेलाको, और स्टुअर्ट-समर समूह इस विशिष्ट "क्रोमोसोम 18 संस्करण" वाले क्लॉक को ले जा रहे हैं। इस बीच, अर्ली स्टुअर्ट समूह मानक "क्रोमोसोम 12 संस्करण" (रेफरेंस हैप्लोटाइप) पर टिका हुआ है और क्रोमोसोम 18 पर इसकी अतिरिक्त प्रति नहीं रखता है।
निष्कर्ष
इस अध्ययन ने अन्य नजदीकी नदी प्रणालियों (चिलकोटिन और क्वेसनेल) की जाँच की, लेकिन रन टाइमिंग (दौड़ने के समय) में बड़े अंतर पैदा करने वाले कोई अन्य प्रमुख आनुवंशिक "द्वीप" नहीं पाए।
सरल शब्दों में, यह शोध पत्र प्रकट करता है कि अपर फ्रेजर नदी के कुछ सैल्मन की अद्वितीय टाइमिंग केवल एक यादृच्छिक दुर्घटना नहीं है। यह क्रोमोसोम 18 के एक विशेष द्वीप पर स्थित एक विशिष्ट, डुप्लिकेटेड आनुवंशिक "स्विच" द्वारा संचालित है। यह स्विच सैल्मन जीनोम में कहीं और पाए जाने वाले प्रसिद्ध टाइमिंग जीन का एक दर्पण है, जो यह सिद्ध करता है कि इन मछलियों ने अपने विशिष्ट वातावरण में जीवित रहने के लिए एक अनूठा, स्थानीय आनुवंशिक समाधान विकसित किया है।
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