果蝇和线虫基因与人类基因相似度的比较

【字体: 时间:2002年04月30日 来源:

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  在目前基因序列已解开的三个动物物种中,人类与果蝇在演化上的亲源关系较近,与线虫较远。
   
    这项研究是由由美国宾州和日本科学家组成的小组共同进行,宾州演化生物学家S. Blair Hedges表示,他们比较了这三个物种的100个基因﹝这是目前相关研究中最大规模的一次﹞,得到了一个很明确的结果。
   
    这三个物种的基因体解读是个别进行的,都是具代表性的物种:人类是脊椎动物的代表,果蝇是节肢动物的代表,而该种线虫则代表了所有的线虫类﹝nematodes﹞。
   
    这项研究报告刊载于最新一期的网络BMC演化生物学期刊﹝BMC Evolutionary Biology﹞,可能会编入最新的生物教科书中。
   
    Hedges指出,五年前自然期刊﹝Nature﹞曾有一篇研究报告,利用一个这三个物种都有的基因进行分析,这份报告的结果颠覆了传统解剖比较对这三个物种亲源关系的假设,认为果蝇和线虫的关系较为接近,而这两个物种和人都比较疏远。这个新理论叫做「Ecdysozoa」,和传统假设「Coelomata」认为果蝇与人较相近的看法不同。其中Ecdysozoa 这个字源于昆虫和线虫都有的现象:蜕皮﹝ecdysis﹞,而Coelomata则源于人类和果蝇都有的体腔﹝coelom﹞。
   
    Hedges指出,有越来越多发育生物学家基于Ecdysozoa的假设,进行调控身体发育HOX基因群的研究,结果这项假设还未经过证实,就编进了基础生物教材。教科书如何编排HOX基因群是一件十分重要的事,这会影响许多动物发育的研究成果,同时会影响后来好几代科学家的认知。为此,Hedges研究小组着手进行这项比较研究。
   
    该篇论文的第一作者是宾大的研究生Jaime E. Blair,她表示:研究人员可以挑出更多基因来进行比较,但是那样一来,就要花更多时间一一确认这些基因自动分析。比如说,我们要比较的是人类A基因、线虫A基因和果蝇的A基因,你不会想要比对到果蝇的B基因去。
   
    Blair指出,他们做了每一种现有的分子演化分析,同时也尽可能避免一些先入为主的观念,以免对数据做出错误的解读。不过,每一项证据都指向古典Coelomata假设,而非Ecdysozoa. 单一基因密码并不足以进行演化树的关系统计,现在有了一百个基因,科学家就能得到一个比较明确的结果。
   
    研究人员还特地找了10个最慢演化基因﹝slowest-evolving gene﹞和10个最快演化基因﹝fastest-evolving gene﹞,以验证Ecdysozoa派的想法──利用最慢演化基因可以找出最正确的演化树,因为最快演化基因发生错误或偏失的机会比较高。Blair指出,即使利用最慢演化基因,我们得到的仍是Coelomata演化树,而非Ecdysozoa演化树,其间差异为100%.
   
    线虫和果蝇是目前医学和遗传学者使用最广的动物模型,因为这些小生物繁执迅素,培育饲养方面也很简单。
   
    Hedges指出,目前科学家在人类医学方面的了解很多都是建立在这些物种上面,因为我们能在牠们身上做一些无法进行人体实验的测试。如果照Ecdysozoa派的说法,线虫和果蝇的亲源关系较近,在基因变异的历史上就会出错。除了影响医学和生物学等相关学科,还会影响其它如太空生物学﹝astrobiology﹞等,对生命起源的研究造成阻碍。
   
    不过他也强调,这项研究结果仍未看到全貌,因此他认为这只是目前最有力的证据,而非已被证实的事实。研究者应保持开放的态度,让证据自己发言,不要被先入为主的观念误导。
   
    摘自:华文生技网
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