在'垃圾DNA'中发现了快速发展基因的神秘之谜的关键

时间：2022-01-28 07:52:04 来源：

在演变中的一个长期拼图是为什么新的基因 - 似乎无处不在的东西 - 可以迅速接管有机体生存的功能。

水果苍蝇的新研究可能有助于解决这种难题。它表明一些新的基因很快就会变得至关重要，因为它们调节一种称为异铬胺的DNA。曾经考虑过“垃圾DNA”，异染色体实际上表现了许多重要的工作岗位，包括像一个紧紧守卫的监狱一样行动：它锁定了“糟糕的演员”基因，阻止它们接通并造成伤害。

异铬胺也是身体中最快的DNA的最快DNA的比特之一，因此调节它必须快速调节的基因只是为了跟上，进化生物学家在西雅图·哈钦森癌症研究中心的进化生物学家Malik及其同事于11月在线报告10在Elife。

“这项工作是一个里程碑，”芝加哥大学的进化生物学家们表示，芝加哥大学的盛大生物学家说。“真是太神奇了，看到异铬胺在基因演进中起着这一重要作用。”

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科学家们记录了许多似乎从划伤产生的基因病例，并给予生物体是一种新的能力。例如，鱼中的一种这样的基因是一种新的防冻蛋白;另一个苍蝇对飞行至关重要。

大约十年前，研究人员发现新的基因不仅赋予新功能;一些人实际上可能是生存所必需的。在水果蝇果蝇果蝇Melanogaster中，多达30％的“新”基因是必不可少的，在最近为300万年前出现了一些闪光，在进化时间表中。发现翻倒了一个长期的信念，即重要的基因在进化过程中没有太大变化。

Malik的团队在果蝇中调查了大量的基因，调节其他基因 - 在细胞中的各种任务打开和关闭它们。它发现，在85个左右基因的家庭中，更快地发展的基因更可能控制飞行的基本功能。事实上，67％的快速发展的基因与较慢的群体中的20％相比至关重要。

“教条是比你所期待的完全相反，”马利克说。

该团队发现，其中一种新的必需基因，称为尼克拉克，虽然细节仍然未知。

为了看看Nicknack可能会捕获的速度，研究人员在其最近的进化相对，D. Simulans中取代了D. melanogaster的Nicnack基因。两种苍蝇大约250万年前分为两枝的两枝。科学家们通常期望S. Simulans的Nicknack基因基本上与D. Melanogaster中的一个基本相同，因为这是必不可少的，因此在几百万年的短期内（进化术语）也不会发生变化。。

他们通过将基因从D. Simulans转化为D. melanogaster飞，期待，如果基因相同，则交易将无缺。但相反，女性苍蝇在交换中幸存下来，但所有的男性都死了。Malik认为性别与杂菌蛋白有关的差异：Y染色体含有很多。

“就好像[D.] Simulans的[Nicknack Gene]用手绑在背后的手中，”马利克说。“这足以做其在女性苍蝇中的功能，但在雄性苍蝇中，在那里有一个巨大的异铬胺醛，它不能。”换句话说，来自一个物种的基因是对另一个物种的不匹配。

结果表明，自两种物种分裂以来的250万年中，D. Melanogaster演变了自己的尼克纳克版本。由于掉期对雄性产生不利影响，因此，在Y染色体中的丰富异素酸，研究人员得出结论，Nicknack必须在调节异质蛋白中发挥一些至关重要的作用。由于异铬胺酸味如此迅速发展，因此尼克拉克基因也必须迅速发展，因此它不会过时。

接下来，Malik希望做更多的研究来理解Nicknack的确切功能。这可能有助于揭示异铬胺在塑造进化速度和过程中的作用。他说，科学家们只是在了解这个“垃圾DNA”是垃圾的许多方式的开始。

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