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老鼠和人的区别是什么?

2006-12-21 09:15 泉水 生物行 阅读 0
核心摘要: 文章探讨了人类与老鼠、果蝇等生物在基因上的相似性,以及为何相似的基因会导致截然不同的生物形态。通过剑桥大学Pat Simpson团队在PLOS上发表的研究,以果蝇胸部硬毛数量差异为例,揭示了基因调控区域的微小变化是物种形态多样性的关键。该研究为进化生物学提供了直接证据,表明调控序列的累积变化可驱动新物种形成。

你知道吗?人类的基因有30%与香蕉一样,更多的与果蝇相同,而与老鼠重复的则比二者都多。为什么基因有如此多的重复,却形成截然不同的生物体呢?在近期《公共科学图书馆》(PLOS)期刊所刊登的一篇论文中,剑桥大学的Pat Simpson及同事利用果蝇找到了初步的答案。

基因由两部分组成:一部分用于蛋白质编码(在不同的生物体中都是相似的),另一部分控制基因何时、何地、以何种程度开启。这些调控区域的变化被认为是物种形态多样性的关键驱动力。

对于外行人来说,果蝇看起来都很相似,但是实际上,果蝇有近4000个截然不同的种类。这些种类的很多特征,如翅膀的纹理以及胸部硬毛的位置等,有明显的差别,而这都是从始祖果蝇开始,经历了几百万年的进化而来的。每个物种——人类、老鼠(甚至香蕉)——都具有独一无二的形态,这与基因的微妙差别有关,但是这些差别位于基因的什么部位呢?

Simpson等人比较了两个种类接近的果蝇的基因,其中一种果蝇胸部具有两行硬毛,另一种具有四行硬毛。结果发现,差异就在于控制基因的一个很小的片断。如果交换这个基因片断,那么两行硬毛果蝇可以变成四行硬毛果蝇。这一发现直接证明了调控序列的微小变化可以导致显著的形态差异,为进化发育生物学提供了关键证据。

研究结果表明,控制基因的细微变化可以导致有机体的细微变化,经过不断的累积,就可能产生新的物种。尽管这已被进化生物学家广泛接受,但是目前缺乏由控制基因直接导致形态差异的实例。尽管不能通过调整基因序列将一个人变为一个香蕉,甚至是老鼠,但是对这些序列的研究有助于我们了解不同生物体的进化过程。

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