人类进化:基因组重排产生新的功能基因

【字体: 时间:2003年02月19日 来源:

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    [生物通讯]在美国电影《弗兰肯斯坦》中,弗兰肯斯坦博士(Dr.Frankenstein)最终被自己东拼西凑各种零件创造的科学怪人所杀,但这并未阻止灵长类动物的基因组尝试同样的方法。偶尔,这些东拼西凑的零部件会依次排列。一项新研究表明,一个人类和类人猿独有的基因就是由两个无关的基因连接到一起产生的。

    约有5%的人类基因组由重复DNA组成,有时这些重复DNA还会发生移动即跳跃。这些复制过程似乎在3500万年前就发生了,这正是进化树中的灵长类分支与其它哺乳动物分离之后。生物学家认为,复制的DNA常常仍然与原始基因毗邻,逐渐累积突变和分化,直到原始拷贝与复制拷贝获得不同的功能。还有一种不太常见的现象就是一个基因的一部分跳到另一个基因上。更为罕见的是这样一个组合而成的基因恰巧排成某种序列能够产生功能蛋白。

    哈佛医学院的癌症生物学家Daniel Haber 和 Charles Paulding以及他们的同事筛选人类基因组中的致癌基因时,注意到一个叫做USP32的基因,其DNA序列看上去他们以前看到的一个基因的序列极为类似,这个基因就是致癌基因Tre2。但Tre2 只有一半 与USP32类似;另一半则与一个叫做TBC1D3的基因类似,该基因编码的是一个我们了解甚少的信号蛋白,它自身是通过DNA的复制产生的。一个基因的每一半各编码一个功能域,但研究人员不知道Tre2的确切功能,只知道当其导入小鼠细胞中时会产生肿瘤。

    不同于其两个“母”基因,Tre2只在睾丸中产生蛋白。研究人员认为,这种在生殖组织中的独有表达意味着该蛋白通过帮助阻止类人猿与其它灵长类繁殖可能导致了新物种的形成。确实,Tre2似乎是在人鼠分化之后产生的:研究小组发现Tre2与人类而不是小鼠的USP32更相似。有关研究结果发表在美国《国家科学院院刊》的网络版上。

    这篇文章的重要性在于其证明了这样的基因组重组就进化时间而言是在近期发生的,凯兹西部保留大学的进化遗传学家Evan Eichler说。同样,“真正叫绝的是你可以通过把两个基因并列放置在一起形成一个功能基因。”Eichler说。

生物通编译自SCIENCE NOW

 

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