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人类或携带145种源自其他生物体的基因

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核心提示:人类细胞中的DNA 除了由父母遗传而来,还有一些源自其他生物体。你可能并非一个完整意义上的人,至少就细胞内的遗传物质而言是这样。你——以及其他每个人——可能都携带了多达145个基因,而后者来自细菌、其他单细胞生物体以及病毒。

人类或携带145种源自其他生物体的基因

人类细胞中的DNA 除了由父母遗传而来,还有一些源自其他生物体。图片来源:VITALIY SMOLYGIN/ISTOCK

你可能并非一个完整意义上的人,至少就细胞内的遗传物质而言是这样。你——以及其他每个人——可能都携带了多达145个基因,而后者来自细菌、其他单细胞生物体以及病毒,并把人类基因组当作了自己的家。

这一结论来自一项新的研究,它提供了迄今为止最广泛的证据,表明在生物的进化历史中,来自生命其他分支的基因最终成为了动物细胞的一部分。

“这一发现意味着生命之树并不是由完美的分支世系构成的一棵一成不变的大树。”这篇新论文的一位作者、英国剑桥大学生物学家Alastair Crisp表示,“事实上,它更像那些亚马逊绞杀植物无花果的一种,所有的根系都纠缠与交错在一起。”

科学家已经知道水平基因转移——除了亲代向子代遗传之外的遗传信息在生物体之间的流动——在细菌和其他简单的真核生物中是司空见惯的常事。例如,这一过程使得生物体能够迅速共享一组耐抗生素基因,从而适应一种抗生素。

然而基因是否能够被水平转移到更高等的生物体内——例如灵长类动物——却一直存在争论。就像在细菌中那样,研究人员提出,动物细胞能够整合以脱氧核糖核酸(DNA)小片段引入或被病毒带入细胞的外来遗传物质。但想要证明人类基因组中有一些DNA最初来自于其他生物体却是非常困难的。

Crisp及其同事分析了来自40种不同动物的基因组序列,其范围从果蝇和蛔虫到斑马鱼、大猩猩和人类。

对于基因组中的每一个基因,研究人员都搜索了已有的数据库,以便在其他动物之间以及非动物之间找出最近的匹配基因,其范围包括植物、真菌、细菌和病毒。

当一种动物的基因更加密切地匹配一种非动物基因而非其他任何动物基因时,研究人员便会展开更进一步的研究,利用计算方法确定初始数据库搜索是否曾错过了一些东西。

总的来看,研究人员最终确定了数百种似乎从细菌、古生菌、真菌、其他微生物和植物转移给动物的基因。

研究人员日前在《基因组生物学》杂志网络版上报告了这一研究成果。

对于人类而言,研究人员发现了145种看起来源自更简单的生物体的基因,其中包括17例之前曾报道过的水平基因转移现象。

“我认为这一发现表明,基因水平转移不仅局限于微生物之间,同时也在许多动物的进化中起到了重要作用。”Crisp说,“甚至可能是所有动物。”

Crisp指出,对于如今在新陈代谢、免疫应答和基础生物化学过程中扮演重要角色的这些基因如何被转移,或者转移的确切时间表,这篇论文并没有提供任何线索。这都需要进行更多的研究。

美国伊利诺伊州芝加哥市西北大学费恩伯格医学院分子生物学家Hank Seifert认为,这一发现对于理解生物进化是至关重要的。

“这是一篇非常出色的论文。研究人员使用了他们能够找到的所有最新的数据,数据库中的所有基因组。”Seifert说,“这使它比以往对于贯穿生物进化的生物体之间基因转移的历史的认识更为透彻。”

然而并非所有科学家都认为这些新证据是毋庸置疑的。

加利福尼亚大学戴维斯分校微生物学家Jonathan Eisen表示:“我在这里并没有看到多少关于水平基因转移的特别令人信服的证据。”

Eisen并不排除水平基因转移在细菌和动物之间是有可能发生的,但是他说,对于所确定的基因只出现在进化树的一些分支上还有其他的解释,例如一个存在于遥远祖先中的基因可能只是在除了两个看似不相干的物种之外的许多亲属中简单地丢失了。

Eisen表示:“它只是由研究人员排除其他后得到的更合理的选择,而我只是不认可他们所做的。”(来源:科学网 )

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