你的有些基因并非来自祖先,而是微生物
关于基因的争论由来已久。
这是一项新发表的研究,可能会挑战许多人对进化和基因的现有观点。
研究指出,包括人类在内的许多动物,从古代与它们共存的微生物中获得一些“外来”基因。这一结论挑战了传统观点,即动物进化只依赖于从祖先遗传的基因,并指出至少在某些地方,这种从外部获取基因的过程还在继续。
首先,让我们了解这个过程是如何发生的-
人们把生活在同一环境中的不同生物之间的基因转移称为水平基因转移。这种水平转移在单细胞生物中非常普遍,被认为是一个重要的自然过程。它可以解释许多现象,比如为什么细菌会很快对抗生素产生耐药性。人们还认为,水平基因转移在包括线虫在内的一些动物的进化中起着重要作用,线虫可以从周围的微生物和植物中获得一些基因。还有一些甲虫可以获得细菌基因,从而产生消化咖啡果的酶。然而,对于水平基因转移是否也会发生在更复杂的动物如人类身上,一直存在着广泛的争议。(小蝌蚪君之前和大家讨论过这一点——“崔永元担心的“基因漂移”会发生吗?”
转基因作物可能的基因漂移也一直是各界争议的焦点。
让我们看看科学家们做了些什么-
研究人员研究了包括人类在内的12只果蝇、4只线虫和10只灵长类动物的基因。他们计算了每种动物的基因和其他动物的相似基因之间的一致程度,从而估计了这些基因是外来基因的可能性。通过与其他物种群的比较,他们还可以估计这些基因可能是在多久前获得的。
对人类来说,他们证实了之前提到的17个基因是通过基因的水平转移获得的,并从人类基因的水平转移中发现了128个之前提到的基因。一些基因,包括决定血型的ABO基因,被证实是通过水平基因转移从脊椎动物中获得的。这些来自水平基因转移的基因大多与参与新陈代谢的酶有关。
一些来源于基因水平转移的人类基因与脂质代谢有关,包括脂肪酸分解和糖脂转化。还有一些基因参与免疫反应,包括炎症反应、免疫细胞信号和抗菌反应。如果这些基因被进一步分类,它们包括氨基酸代谢、蛋白质修饰和抗氧化活性。
研究小组确定了转移的基因可能来自哪种生物。最常见的来源是细菌和原生动物,以及其他微生物。他们还发现水平基因转移来自病毒,50多种灵长类动物的水平基因转移来自病毒。
其他基因来自真菌。这解释了为什么以前一些只使用细菌作为水平基因转移来源的研究没有将这些基因识别为“外来”基因。
这些被忽视的微生物可能影响了你的基因
研究人员发现,大多数灵长类动物的水平基因转移非常古老,并且发生在脊索动物的共同祖先和灵长类动物的共同祖先之间的特定时间。
这项研究的发现也震惊了研究人员-
领导这项研究的剑桥大学化学工程和生物技术系的阿拉斯泰尔·克里斯普说:“这是第一项显示横向基因转移在包括人类在内的动物中广泛存在的研究。它可能涉及数十甚至数百个活跃的“外来”基因。令人惊讶的是,这种现象绝非罕见。许多动物,可能是所有动物,在进化过程中都参与了基因的水平转移,这个过程还在继续。我们可能需要重新思考进化的过程。”
他们的分析甚至可能低估了动物水平基因转移的真实程度,因为复杂的多分子生物之间也可能发生直接的基因转移。我们在一些寄生关系中发现了这种转移。
这项研究也可能影响更广泛的基因测序。以前的基因组计划经常假设细菌是一种污染,所以他们被排除在结果之外。
“当我们对基因排序时,筛选出哪些基因被污染是非常重要的。但是我们的研究表明,我们不应该忽视细菌基因序列也可能通过基因水平转移成为动物基因的一部分,”化学工程和生物技术系的奇亚拉·博斯凯蒂博士补充道。
(原文来自cam.ac.uk,由蝌蚪王编辑,请注明转载来源。)
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