Mae gan y pysgodyn sebra a'r ddynolryw gyfaill biofeddygol newydd, y gar brych

Y gar brych.: Credyd llun: Solomon David.Y gar brych.: Credyd llun: Solomon David.Mae genom y gar brych, pysgodyn sy'n esblygu'n araf, mor debyg i'r pysgodyn sebra a'r ddynolryw y gellir ei ddefnyddio fel rhywogaeth bont a allasai arwain at ddatblygiadau pwysig mewn ymchwil fiofeddygol ym maes clefydau dynol.

Dyma sy'n gasgliad i ymdrech ymchwil gynhwysfawr a rhyngwladol, wedi'i harwain gan Brifysgol Oregon mewn cydweithrediad â nifer o bartneriaid rhyngwladol yn cynnwys Prifysgol Bangor. Llwyddodd yr ymchwilwyr i ddilyniannu genom y gar (Lepisosteus oculatus) - pysgodyn hynafol gyda chennau caled siâp diemwnt a cheg hir yn llawn o ddannedd fel nodwyddau. Mae papur wedi'i gyhoeddi yn Nature Genetics sy'n manylu'r gwaith.

Wrth ddadansoddi'r data, sylweddolodd yr ymchwilwyr fod genom y gar brych yn gadwrfa esblygiadol o ddeunydd genetig hynafol, dywedodd biolegydd Prifysgol Oregon, John H. Postlethwait. "Mae llawer o enynnau a ganfyddir yn y ddynolryw ond ddim mewn pysgod sebra, sy'n ffefryn gan ymchwilwyr biofeddygol, i'w canfod yn y gar, ac, yn yr un modd mae genynnau sy'n bresennol yn y pysgodyn sebra ond ddim yn y ddynolryw hefyd i'w canfod yn y gar," dywedodd "Mae'r crair hwn o bysgodyn wedi cadw nodweddion hynafiadol a gollwyd gan bysgod eraill neu gan y ddynolryw."

Canfu Dr John Mulley, o'r Ysgol Gwyddorau Biofeddygol ym Mhrifysgol Bangor un enghraifft arbennig o ddiddorol o'r broses hon, sef bod y gar wedi cadw copi ychwanegol o enyn sy'n chwarae rhan yn natblygiad y pancreas a rheoleiddio inswlin (Pdx2). 

"Mae'n arbennig o gyffrous i mi weld y dilyniant genom hwn yn cael ei gyhoeddi, gan fod fy ngwaith gyda'r gar yn mynd yn ôl ymron i ddeng mlynedd, i'm hymchwil PhD, pan deithiais i Louisiana sawl gwaith i gymryd rhan mewn projectau bridio caeth a chyflawni ystod o gymariaethau genom cynnar rhwng y gar a physgod rheidden-asgellog eraill."

Embryo gar brych pedwar diwrnod oed.: Llun gan Ingo BraaschEmbryo gar brych pedwar diwrnod oed.: Llun gan Ingo BraaschGwelir nifer o elfennau genetig nad ydynt yn codio, sydd wedi'u cadw gan esblygiad, mewn pysgod gar ac maent yn aml yn gysylltiedig â chlefydau dynol, ond yn annatgeladwy mewn pysgod sebra. "Yn sylfaenol mae'r dilyniannau o elfennau nad ydynt yn codio wedi cael eu cadw yn y ddynolryw, y gar a'r pysgod sebra. Er nad ydynt yn codio ar gyfer protein, mae'n rhaid eu bod yn gwneud rhywbeth o bwys," dywedodd Postlethwait. "Nawr, os fyddwch yn gyntaf yn cymharu'r ddynolryw â'r gar, ac yna'r gar â'r pysgodyn sebra, gallwn wneud y cysylltiadau. Mae'r gar yn bont."

Olrheinir y pwysigrwydd genetig i oddeutu 450 miliwn o flynyddoedd yn ôl, pan rannodd fertebriaid esgyrnog yn ddau brif grŵp. Aeth pysgod llabedog un ffordd a'r pysgod rheidden-asgellog ffordd arall. Esblygodd y ddynolryw, ynghyd â chreaduriaid eraill ag aelodau, ar hyd llinell y pysgod llabedog. Arweiniodd y llinell rheidden-asgellog at bysgod teleostaidd, sef y pysgod mwyaf cyffredin y gellir eu hadnabod heddiw: pysgod sebra, crethyll, eogiaid, tiwna, lledod y môr a mwy neu lai pob pysgodyn a geir mewn acwariwm cartref. 

Torrodd y gar oddi ar y llinell reidden-asgellog cyn i ddyblygiad genom arwain at y pysgod teleostaidd. Casgliad yr ymchwilwyr oedd bod y gar brych, drwy fethu'r dyblygiad hwnnw, wedi cynnal gwneuthuriad genetig, yn cynnwys llawer o gromosomau cyfain yn debyg i'r rheiny yn hynafiaid fertebriaid esgyrnog.

"Trwy oleuo etifeddiaeth dyblygiad genomau, mae genom y gar yn pontio bioleg teleostaidd ag iechyd, afiechyd, datblygiad, ffisioleg ac esblygiad dynol," ysgrifennodd yr ymchwilwyr yn y papur.

Canfyddir y gar heddiw yn nhaleithiau'r UD ar hyd Gwlff Mecsico, i fyny'r Afon Mississippi i Michigan yng Ngogledd America, yn ogystal ag yng Nganolbarth America a Chiwba. Daliwyd y pysgod gar brych a gasglwyd ar gyfer yr ymchwil yn Louisiana mewn cydweithrediad ag Allyse Ferrara o Brifysgol Nicholls State.

Mae genom y gar brych yn cynnig ffenest i esblygiad cyrff fertebraidd - er enghraifft sut y gwnaeth esgyll esblygu'n aelodau a ganiataodd i bysgod gerdded ar y tir. Ymhellach, mae gan y gar ddannedd ag enamel a chennau cryf sy'n cynnwys ganoin, sy'n fath o enamel y credir ei fod yn debyg i'r hyn a ganfyddir ar ddannedd dynol. Mae astudiaethau'r grŵp i weithgaredd genynnau’n awgrymu bod ein dannedd yn hanu o raglenni genetig a ffurfiai gennau amddiffynnol ar groen pysgod hynafol.

Roedd 61 o ymchwilwyr o 33 o sefydliadau yn gyd-awduron y papur yn Nature Genetics.

Papur DOI: 10.1038/ng.3526 

Dyddiad cyhoeddi: 9 Mawrth 2016