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生物学家首次发现部分哺乳动物DNA来自太空(图)

丛猴体内发现有外来基因

携带埃博拉病毒的蝙蝠最可能是转位子入侵之源

  【搜狐科学消息】 据英国《新科学家》杂志报道,美国德州大学的生物学家惊讶地发现一些哺乳动物DNA来自空中,并称此DNA为“空中入侵者”。如果此发现得以证实,它将改写进化史。

  我们通常是一代接一代地垂直获得我们的基因,即从我们的父母和父母的父母那里获得了我们的遗传基因。同样,细菌也是这样获得它们的基因的,但细菌也能水平获得其基因,即一个细菌从另一个毫不相干的单个细菌中获得基因。如今德州大学的生物学家竟发现了这种意料不到的情况:基因横向转移也已经出现在哺乳动物和两栖动物之间。

  这是在我们细胞中发现的一种所谓的“寄生”DNA,科学家叫其为“转位子”。负责此项研究的克迪克·法斯其特表示,他们所说的“空中入侵者”已经在数百万年前就通过寄生于病毒而在几种物种之间实现了横向转移。之后此转位子将自我吸附到性染色体上,以确保自己能遗传到下一代身上。“从概念上说,这非常有趣,这意味着部分哺乳动物的DNA并不是来自祖先物种,而可能来自其它物种。”

  外来入侵

  在26种动物基因中,此科学家小组发现7种物种中有一种叫hAT 转位子的近同一长度的DNA经过了3.4亿年的分离进化。这些物种包括广泛分支的丛猴、南美负鼠、非洲爪蟾和无尾猬。无尾猬虽然是一种长得像猬一样的哺乳动物,但与大象更亲一些。

  事实上,这些入侵DNA只在丛猴中发现有,而在其它任何灵长类动物中都没有发现;同样这些入侵DNA也只在无尾猬中看到有,而在大象中也没有发现。这意味着一些东西是外来的且在不同物种之间流传,而不是正常遗传下来的遗传物质。然而,这种补缀分配方式并没有取代传统的遗传方式,这是因为一些物种经过进化过程时没有丢失转位子DNA。

  正因为如此,此小组查看了hAT转位子的位置,如果它继承自同一个祖先的话,其后代的各个应该在同一位置上物种都发现有这一DNA,但他们没有发现一种这样的情况。

  自从hAT转位子首次入侵动物基因组之后,它已经能进行重大的复制,在无尾猬中的情况就是这样,科学家在这种动物中发现了9.9万个此DNA的复制品,弥补了此物种的大量DNA。法斯其特猜测这一定对其进化发展产生了戏剧性作用。他说:“这就像是轰击,一定具有重大的进化意义,因为此转位子在首次转移后就产生了大量的DNA。”

  法斯其特表示他期望有许多有关水平基因跳跃的研究报告出现,“我们正在谈论水平基因转移的范例,至今为止,水平基因转移在动物界中很少看到。但事实上这比我们想像的更加普遍。”

  导致人类灭绝?

  此研究小组认为hAT转位子入侵发生在大约3千万年前左右,至少在二个大陆之间有过传播。法斯其特说:“它就像传染病,感染hAT转位子的物种不会出现遗传上或地域上的封闭。这令人迷惑且让人恐慌。”

  转位子入侵的时间与大型哺乳动物灭绝的时间不相符,法斯其特说这要归因于气候变化,他表示人们不必恐慌地猜测这种入侵会造成物种灭绝。虽然hAT转位子没有出现在人类体内,但我们45%的基因则来自转位子之源。法斯其特对hAT转位子的研究工作首次表明“跳跃基因”进入了哺乳动物的基因组中,也首次表明世界不同区域的不相干物种之间也同一时期出现了基因转移。

  法斯其特承认我们不能排除动物王国中会发生另一个转位子入侵事件,他认为蝙蝠最可能是此入侵事件之源。他表示,各种理由表明蝙蝠似乎是最容易获得转位子的动物,这可能是它们携带有大量病毒的缘故。他说:“蝙蝠携带各种病毒是出了名的,包括大量对人类构成相当威胁的一些病毒,如狂犬病病毒、SARS非典病毒甚至还有埃博拉病毒。由于蝙蝠携带有充满活性的DNA转位子,活性DNA转位子转移到人类的大门似乎会大大地打开,因此这会造成相当恐怖的后果。”

  英国利物浦大学的进化生物学家格雷格·赫斯特表示新的转位子成分的到来能产生重大的进化作用,因为新成分通常都更加活跃一些。“它们将比更老的成分跳跃更快一些,而常驻基因将被进化成抑制状态。”大多数转位子跳跃的后果将是有害的,但有个别的将会有利。“比如,当发生转位子跳跃时,物种进化历程将进入快车道。” (元元)

(责任编辑:罗园)

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