科学家追踪到“被复制”基因

研究人员利用斑马鱼找到了一个基因，正是它使得这条巨大的镜鲤生有少而大的鳞片。（图片提供:Oliver Hasselhoff）长期以来，生物学研究一直被一个问题所困扰，那就是进化对基因的修修补补为何没有把生命变得一团糟。一种流行的理论认为，基因组拷贝了一些关键的基因，因此一旦有突变破坏了这些基因，生物体还留有一个备份。研究人员如今找到了新的证据，表明进化是按照这种方式工作的。研究人员追踪到一种被复制的基因——在这种基因的作用下能够繁殖出所谓的镜子鱼，这些鱼拥有巨大且能够反射光线的鳞片。美国纽约州锡拉丘兹大学的进化生物学家R. Craig Albertson指出：“这是有关这种假设的一个很有价值的证据，它完美地阐释了基因和基因组复制如何推动形态学的演化。” 德国蒂宾根市马普学会发育生物学研究所的生物学家Matthew Harris和Nicholas Rohner，通过利用化学物质使斑马鱼的基因产生突变，进而开始了他们的实验。随后他们根据不寻常的特征筛查了发生突变的斑马鱼。其中的一个突变便是几乎全身没有鳞片，这不禁使人想起了镜鲤——为了容易打理而没有多少鳞片的一种鱼——的培育。研究人员最终将这一突变归结到一个名为纤维原细胞生长因子受体1（fgfr1）的基因。由于这一基因发生的突变通常会导致哺乳动物和鱼类胚胎的死亡，因此Harris和Rohner推测，其在斑马鱼基因组中一定也会有一个“孪生兄弟”。事实果然如此。除了导致镜面鳞片的突变版本之外，研究人员还找到了fgfr1的一个无损版本。为了研究复制和突变的过程是否也会发生在实验室之外，Harris和Rohner在镜鲤体内筛查了fgfr1。研究人员最终在两种镜鲤中发现了复制的fgfr1基因——其中的一个副本丢失了孪生基因所具有的111个碱基，而另一个副本则有一个碱基与孪生基因不同。研究人员推测，正是这两个副本导致了较少的鳞片。研究小组在9月3日的《当代生物学》（Current Biology）网络版上报告了这一研究成果。这是Harris和Rohner发现的第一个经过复制的基因，但是他们希望能够找到更多这样的基因。在斑马鱼的17000多个基因中，大约有25%的基因都是经过复制的，同时与经过驯化的动物一样，这些突变也应当存在于野生动物体内。（来源：科学时报群芳）