
过去5000万年间的基因演变
据美国《科学》杂志3月9日报道,美国科学家近日发现,一些人类在进化过程中已经失去活性的基因死而复生 , 人类基因进化有可能进入全新阶段 。
在大约4000万至5000万年前,一条被称为“IRGM”的DNA存在于进化成现代人猿的动物的身体中,不过在那时它已失去了活性 。然而,在2500万年后,在进化成人类和类人猿的血统中,三个偶然的事件使得它们再度苏醒了 。这一发现震惊了生物界,人类的基因进化可能进入全新的阶段 。
在老鼠和狗等哺乳动物体内,“IRGM”(与免疫相关的GTP菌群M)有助于抵抗像沙门氏杆菌这样的细菌病原体 。人类和类人猿的身体内也存在这种基因 。我们的身体会产生一种功能类似IRGM的蛋白 , 基因学研究已经确定缺失这种基因会有患有克隆氏症的危险,会破坏胃肠道功能的自身免疫条件 。但是在人类和类人猿体内这种基因的价值还尚不明确 。
华盛顿大学生物学家艾文·艾希勒(Evan Eichler)对基因进化十分感兴趣,和同事们一起研究了许多不同种类的灵长类动物的IRGM基因序列 。他们发现,在猴子身上,一种可以叫做“废弃DNA”的正好契合基因序列的开端 。这个基因的插入使得基因的进化演变变得更加复杂,因为它正处于蛋白质繁殖的临界状态 。然而,猴子的基因中有一些“停止密码子”,相当于一种基因运动的红灯信号 , 阻止了功能性蛋白质的繁殖 。艾文说:“我们研究了全球15个地区从古至今各种猴类的基因,所有种类的猴类都成倍地繁殖了停止密码子,这说明,那种DNA已经死亡了 。”
但是,人类 , 类人猿和猴子共同拥有一个祖先,所以,IRGM一定会在进化的过程中复活 。正如艾文的工作组今天在“公共基因学”报告会上所阐述的那样,最合理的解释同时也是最不可思议的,那就是,三个偶然事件使得这种基因复活了 。
根据猴类、类人猿以及人类在基因上的差异分析,艾文的工作组成功地以一幅图来解释在过去的五千万年间里猴类、类人猿以及人类是怎样演变的 。最初,这种基因存在一种原始的病毒内,叫做内生性还原细胞的细菌,它从基因组的别处直接进入上层的静止的IRGM基因内,产生了全新的活性成分 。进而 , 又有两个基因突变彻底移除了剩下的停止密码子 。这三个并不相干突变共同促成了基因功能的恢复 。
艾文说,关于IRGM仍然还有很多值得研究的问题 。而最具有价值问题是新老基因是否拥有同样的生物特性 。他们目前还不能很肯定这一点 。剑桥大学的马萨诸塞科技协会的基因专家史蒂芬·麦卡罗说,也许人类的身体仍然适应这种基因 。他指出 , 不同的人群会显示出不同的IRGM活动特性 。这也许是因为人类仍然在准确研究如何利用这种相对较新的基因 。
【美国科学家发现人类在进化过程中失去活性的基因死而复生】
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