作者:群芳 来源:科学时报 发布时间:2009-9-9 0:13:11
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科学家追踪到被复制基因 推动形态学演化

研究人员利用斑马鱼找到了一个基因,正是它使得这条巨大的镜鲤生有少而大的鳞片。
(图片提供:Oliver Hasselhoff)
 
长期以来,生物学研究一直被一个问题所困扰,那就是进化对基因的修修补补为何没有把生命变得一团糟。一种流行的理论认为,基因组拷贝了一些关键的基因,因此一旦有突变破坏了这些基因,生物体还留有一个备份。研究人员如今找到了新的证据,表明进化是按照这种方式工作的。
 
研究人员追踪到一种被复制的基因——在这种基因的作用下能够繁殖出所谓的镜子鱼,这些鱼拥有巨大且能够反射光线的鳞片。美国纽约州锡拉丘兹大学的进化生物学家R. Craig Albertson指出:“这是有关这种假设的一个很有价值的证据,它完美地阐释了基因和基因组复制如何推动形态学的演化。”
 
德国蒂宾根市马普学会发育生物学研究所的生物学家Matthew Harris和Nicholas Rohner,通过利用化学物质使斑马鱼的基因产生突变,进而开始了他们的实验。随后他们根据不寻常的特征筛查了发生突变的斑马鱼。其中的一个突变便是几乎全身没有鳞片,这不禁使人想起了镜鲤——为了容易打理而没有多少鳞片的一种鱼——的培育。研究人员最终将这一突变归结到一个名为纤维原细胞生长因子受体1(fgfr1)的基因。
 
由于这一基因发生的突变通常会导致哺乳动物和鱼类胚胎的死亡,因此Harris和Rohner推测,其在斑马鱼基因组中一定也会有一个“孪生兄弟”。事实果然如此。除了导致镜面鳞片的突变版本之外,研究人员还找到了fgfr1的一个无损版本。
 
为了研究复制和突变的过程是否也会发生在实验室之外,Harris和Rohner在镜鲤体内筛查了fgfr1。研究人员最终在两种镜鲤中发现了复制的fgfr1基因——其中的一个副本丢失了孪生基因所具有的111个碱基,而另一个副本则有一个碱基与孪生基因不同。研究人员推测,正是这两个副本导致了较少的鳞片。研究小组在9月3日的《当代生物学》(Current Biology)网络版上报告了这一研究成果。
 
这是Harris和Rohner发现的第一个经过复制的基因,但是他们希望能够找到更多这样的基因。在斑马鱼的17000多个基因中,大约有25%的基因都是经过复制的,同时与经过驯化的动物一样,这些突变也应当存在于野生动物体内。
 
(群芳 译自www.science.com,9月8日)
 
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