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“共享”基因物种跨越之谜-中新网
发布时间:2018-10-27 20:11

“同享”基因物种逾越之谜

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一对双胞胎

“同享单车”你也许见很多了,“同享基因”你传闻过没有?在我们身体里存在的基因,有可能与蜥蜴、小丑鱼、青蛙、螃蟹,甚至海胆和海鞘这些原始物种相似?事实上,在整个生物进化进程中,物种间的转移是一件常常发生并且再正常不外的事。筹办好跟着跳跃基因一路跳进它的世界了吗?
文、图/广州日报全媒体记者 黄岚
通信员张灿城
最新研究
物种逾越:
或为人类进化的新型遗传体例
“跳跃基因”这个名字很形象,单看字面上的寄义,我们很轻易理解,这种基因的特征就是“从一个处所‘跳’去另外一个处所”。不外这种特别基因的本事,绝非我们想象中那样,仅限于在统一物种间“游走”那末简单。
不久前,在《genome biology(基因组生物学)》的科学期刊上,登载了最新的研究成果,论文经由过程阐发“跳跃基因”在分歧生物体基因组中的存在,研究了它在哺乳动物中的可能感化,并由此得出结论——这些跳跃基因的勾当增进了哺乳动物的进化,而人就是一种哺乳动物。
说得大白一点,就是某些基因会神通泛博地“跨物种”存在,跳跃基因在哺乳动物、爬虫类、鱼类、两栖动物、节肢动物和原始物种的生物体中,具有极其相似的分布。在此次的研究中,来自阿德莱德大学遗传与进化系的研究人员,还发现了跳跃基因新的横向转移目标地——寄生虫载体,也就是说臭虫、水蛭或者蝗虫之类,都可能与我们拥有相似的基因。除此以外,他们在蝙蝠和青蛙等新的谱系中,也发现了跳跃基因家族成员“bovb”的身影。
从细菌到人类,现实上,天然界中基因的物种间转移几近无处不在。跳跃基因就像一名身手矫捷的游击队队员,可以或许在基因组遍地移动,有时乃万博体育app下载至会插入到其他基因中。所以在曩昔,它们经常被看做是一无可取的寄生虫,不需要为宿主进献什么,便可以复制本身并一代一代地传承下去。
然而科学成长的程序从未停歇,经由过程这些年的研究,人类终于发现曾被误认为是“垃圾”的跳跃基因,其实也身兼重担。没有一成不变的糊口,也没有一成不变的生命。跳跃基因的存在的意义,就是为人类甚至地球上的各类分歧“生命”,增添更多“可能性”。
专家解惑
在牛的体内,为什么会有蛇的基因?
万万年前,当一只蜱虫叮咬了蛇以后,又叮咬了一头牛,如许的偶尔事务对进化史发生了如何的影响?今时本日,澳大利亚阿德莱德大学的最新研究功效可以诠释因果——跳跃基因可以或许在物种间程度转移。蜱虫的这两口,使蛇体内的某个基因,被“程度转移”到了牛的基因组中固定下来,并传播至今。这即是跳跃基因的“奇异之处”。
一向以来,我们对于“跳跃基因”,对于因跳跃基因而发生的“物种转移”,知之甚少。就此,记者采访到北京理工大学生命学院谭信传授,一路“解读”这种为生命带来无限“可能性”的特别基因。
“跳跃基因的概念,是闻名美国遗传学家芭芭拉·麦克林托克在上个世纪40年月提出的,最初它并不被认可,直到上个世纪60~70年月寻觅到更多的跳跃基因,这一概念才普遍地被接管,麦克林托克是以取得1983年的诺贝尔心理学和医学奖。”谭信传授告知记者,跳跃基因的另外一个说法叫转座子,不单可以或许协助病毒传布,还可以借助某些生物进行横向传布。“好比上述例子中,蜱虫吸了蛇血,把蛇的基因带进了自己的体内,若是一些具有蛇基因的蜱虫叮咬牛,就会把蛇的基因传递给了牛。”
人类会因为跳跃基因的插入粉碎正常的基因布局,引发诸如血友病等疾病,这种“转座”一般对生物体是有害的。但谭信传授暗示,也有少许的“插入”可能为某些基因带来益处,使带有这种“插入”的个别在天然选择中保存下来,造成生命的进化。
“同卵双胞胎”,为什么性格背道而驰?
跳跃基因还有无其他感化?今年6月,阳明大学脑科学研究所副传授蔡金吾,操纵诺贝尔奖的“跳跃基因”手艺,应用在大脑发育疾病筛检,找出30多个可能造成大脑发育疾病的基因,功效揭晓在国际顶尖期刊《nature communications(天然通信)》上。
来自美国生物研究中间遗传学尝试室的研究者暗示,生物体胚胎大脑细胞的跳跃基因,一样具有“跳跃”能力,这些细胞最终会成长为大脑神经细胞。即便是由统一对怙恃所带大的同卵双胞胎,他们的心智功能、行为特征,和罹患心理或神经阑珊疾病的机率也可能会判然不同,这背后的原因之一就是“跳跃基因”。
“人类基因组中绝大大都的跳跃基因都是缄默的,也能够称之为‘灭亡状况’,我们在基因组中看到的成百万的拷贝,根基是之前基因‘跳跃’留下的‘化石’,但也有少许跳跃基因依然连结转座活性。”谭信传授说,同卵双胞胎最起头的遗传构成完全不异,但在发育进程中因为跳跃基因“捋臂张拳”,会造成一对双胞胎的基因组逐步呈现差别,造成他(她)们在心智功能、行为特征及得病的机率的某种差别。
值得注重的是,在与记忆形成有关的海马神经元的前体细胞中,呈现更多连结转座活性的跳跃基因“l1”的拷贝。跳跃基因造成海马神经元“多样性”的成果,也许有助于提高个别的记忆力,但谭信传授同时也暗示,这种较强的“跳跃”勾当,并纷歧定总带来好的成果——还有研究发现,精力割裂症患者的大脑前叶有更多的“l1”转座勾当;万博体育app下载地址而在我们大脑里的“l1”转座,还可能与孤傲症有关。
光荣的是,这些关于跳跃基因的研究,都可能为一些神经系统疾病供给新的诊断指标。
延长阅读
“跳跃”
物种间的“征服战”
跳跃,是一种动态的改变,也是一种较劲与征服。研究者发现,细胞器和细胞核之间的基因也会发生跳跃,跳跃多是它们在进化中彼此“征服”的一种体例。为了更好地顺应和保存,“跳跃”的素质,就是物种之间的“征服战”。
不但仅是在动物界,在植物界中也能发现跳跃基因的“疆场”——我们在菜市场合见到的五彩缤纷的玉米粒,属于自然玉米的一种天然现象,因为跳跃基因“作怪”,让玉米粒呈现分歧颜色。这种现象其其实生物中很常见,好比说拥有紫色、绿色和红色的葡萄,还用从浅橙到深朱颜色的血橙果肉,甚至番茄的各类奇形怪状等等,都与转座子和基因之间的感化有关。
谭信传授告知记者,跳跃基因的勾当,现实上就是一种物种间天然发生的现象,并且不但是跳跃基因,其他dna序列都可以经由过程某种渠道,好比寄生生物和病毒,在物种间进行横向转移。“在人体保存的各类细菌的基因,也会经常进入我们的细胞内。若是能熟悉到,这种基因转移现象在天然界分分秒秒地发生着,哪怕在我们的基因组中,也存在着数以万计的‘游击队员’,我们对它们就不会惊骇。”
人类身上共有2万多个基因,找出哪些基因与疾病有关,将有助于提早筛检疾病,乃至成长新的医治策略。谭信传授暗示,跳跃基因的布局和功能的发现,完全有赖于基因组测序手艺的成长。“将来也许可以开辟出新的药物节制跳跃基因的活性,到达预防和节制疾病的目标。”
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