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新发现颠覆进化论

时间:2005-07-10 12:28来源:TOM科技 作者:bioguider 阅读:
        一项最近研究颠覆了传统的进化理论,预示着基因变化的累积并不是由自然选择决定。    

        进化论研究的核心是描述生物进化的历史(系统进化树)和探索进化过程的机制。自本世纪中叶以来,随着分子生物学的不断发展,进化论的研究也进入了分子水平。当前分子进化的研究已是进化论研究的重要手段,并建立了一套依赖于核酸、蛋白质序列信息的理论方法。近年来,随着序列数据的大量增加,对进化关系的争论也越来越激烈。不少的研究结果对分子进化论的范例也提出了一些异议。    

        最近的这项由芝加哥大学的研究人员主持的研究表明,进化论中被接受的变异比率同时也会被某个基因发生新变异的速度所严重影响:新变异的速度越快,这些变异被接受的比率也就越高。    

        芝加哥大学遗传学助理教授,霍华德医学研究中心研究员布鲁斯(http://hominid.uchicago.edu/,)说:“我们发现了一个惊人的现象,这一现象对流行了几十年的分子进化论的范例是一个重大挑战。”    

        几十年来,分子进化论者都相信,无论某个基因发生了多少变异,以及这些变异是否全部被机体记忆并遗传,基本上都是由自然选择决定的。这项新的研究显示,新变异发生的速度同时也对变异是否会被固定遗传产生一定的影响。



        三十多年来,分子进化学家一直认为特定基因中突变的数目以及突变在某些物种中是否保留下来主要是由自然选择决定的。但是,新的资料表明基因变化的积累不仅仅由自然选择决定。芝加哥大学的一项研究表明进化过程中被接受的突变百分率还受到基因中新突变发生的速度的强烈影响:新突变出现的速度越快,那些被接受的突变的百分率就会越大。

        这个现象的发现挑战了盛行数十年的经典分子进化理论。这项研究的发现将公布在2005年7月的Trends in Genetics上,目前已经可以在6月7日的杂志网站上获得。

        Lahn研究组分析了近6000个基因:对于每个基因,他们比较了两个哺乳动物种类中序列的差别。这样他们就可以测量一个特定基因的突变率,尤其是不影响蛋白质结构的同义突变(Ks)率。这类突变在功能上是中性的,即自然选择对它们是否在进化过程中被接受不产生影响。研究组还研究了非同义突变(Ka,影响蛋白质结构的突变)的突变率。这些突变是典型的受自然选择影响的主体。

        接着,研究人员分析了Ka/Ks率。低的Ka/Ks率表示强大的选择;相反,高的百分率表示弱的选择。一些基因的这个比率是零,即意味着蛋白质变化不能接受;一个假基因的这个比率约为1——这意味着同义突变和非同义突变被接受的几率是相同的。一个在有机体中具有重要功能的基因,其Ka/Ks率一般都很低。

        无论特定基因中的新突变率如何,研究人员还是认为在进化中发生的被接受的非同义突变的百分率是恒定的。

        这些新数据表明如果一个基因中发生的突变越多,那么这个基因往往接受那些突变的百分率也越高。(责任编辑:泉水)
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