基因的跨物種轉(zhuǎn)移推動了進化
阿德萊德大學的科學家們不僅僅是我們父母的產(chǎn)品,而且已經(jīng)證明物種之間廣泛的基因轉(zhuǎn)移從根本上改變了當今哺乳動物的基因組,并成為進化的重要驅(qū)動力。
在世界上最大規(guī)模的所謂“跳躍基因”研究中,研究人員在759種植物,動物和真菌中追蹤了兩種特殊的跳躍基因。這些跳躍基因?qū)嶋H上是小片段的DNA,可以在整個基因組中復制自身,并被稱為轉(zhuǎn)座因子。
他們發(fā)現(xiàn)甚至在植物和動物之間的跨物種轉(zhuǎn)移在整個進化過程中經(jīng)常發(fā)生。
他們追蹤的兩種轉(zhuǎn)座因子-L1和BovB-作為外源DNA進入哺乳動物。這是第一次有人證明人類中重要的L1元素在物種之間跳躍。
“跳躍的基因,正確地稱為反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子,在基因組周圍復制和粘貼,以及在其他物種的基因組中。他們?nèi)绾巫龅竭@一點尚不清楚,盡管可能涉及像蜱蟲或蚊子或可能涉及病毒的昆蟲 - 它仍然是一個很大的難題,”項目負責人阿德萊德大學生物信息學中心主任David Adelson教授說。
“這個過程被稱為水平轉(zhuǎn)移,不同于正常的親子后代轉(zhuǎn)移,它對哺乳動物的進化產(chǎn)生了巨大的影響。”
例如,阿德爾森教授說,奶牛和綿羊的25%基因組來源于跳躍基因。
“把跳躍的基因想象成一種寄生蟲,”阿德爾森教授說。“DNA中的含義并不那么重要 - 事實上,它們將自身引入其他基因組并導致基因破壞以及如何對其進行調(diào)控。”
研究人員今天發(fā)表在“基因組生物學”雜志上,與南澳大利亞博物館合作,發(fā)現(xiàn)橫向基因轉(zhuǎn)移比人們想象的要廣泛得多。
“L1元素被認為只是從父母到后代的遺傳,”主要作者,阿德萊德大學醫(yī)學院博士后研究員Atma Ivancevic博士說。“大多數(shù)研究只看了少數(shù)物種,沒有發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)移的證據(jù)。我們盡可能多地研究物種。”
人體中的L1元素與癌癥和神經(jīng)障礙有關。研究人員表示,理解這種元素的遺傳對于理解疾病的進化非常重要。
研究人員發(fā)現(xiàn)L1s在植物和動物中含量很高,盡管它們只偶爾出現(xiàn)在真菌中。但最令人驚訝的結(jié)果是兩種主要哺乳動物物種 - 澳大利亞單孔目動物(鴨嘴獸和針鼴)缺乏L1s - 表明該基因在與單孔目標分歧后進入哺乳動物進化途徑。
“我們認為L1s進入哺乳動物基因組是過去1億年哺乳動物快速進化的關鍵驅(qū)動因素,”Adelson教授說。
該團隊還研究了物種之間BovB元素的轉(zhuǎn)移。BovB是一種更年輕的跳躍基因:它最初是在奶牛中發(fā)現(xiàn)的,但后來被證明可以在一系列奇怪的動物之間跳躍,包括爬行動物,大象和有袋動物。由阿德爾森教授領導的早期研究發(fā)現(xiàn),蜱是最有可能促進跨物種BovB轉(zhuǎn)移的促進因子。
新的研究擴展了分析,發(fā)現(xiàn)BovB比以前預期的要大得多。BovB在青蛙和蝙蝠之間至少轉(zhuǎn)移了兩次,新的潛在載體物種包括臭蟲,水蛭和蝗蟲。
該團隊認為,研究昆蟲物種將有助于找到更多的跨物種轉(zhuǎn)移證據(jù)。他們還旨在研究其他跳躍基因并探索水生載體的可能性,如海蟲和線蟲。
“即使我們最近的工作涉及對來自750多個物種的基因組進行分析,我們也只是開始劃傷水平基因轉(zhuǎn)移的表面,”Adelson教授說。“還有更多的物種需要研究,還有其他類型的跳躍基因。”
推薦內(nèi)容
-
更好的精液分析可以提高豬的產(chǎn)量
歐盟資助的研究人員開發(fā)了一種創(chuàng)新的自動化開創(chuàng)性質(zhì)量體系(SQS),可快速可靠地分析精液樣本,提高養(yǎng)豬場的生產(chǎn)和盈利能力。人工授精(AI)中
-
真菌性腦膜炎的當前治療方法增加了耐藥性
利物浦大學的一項新研究警告說,由于耐藥性的出現(xiàn),低收入國家針對隱球菌性腦膜炎的常見一線治療方法正在受到損害。該發(fā)現(xiàn)發(fā)表在mBio期刊上
-
研究表明 痛風患腎功能衰竭的風險超過兩倍
根據(jù)愛爾蘭領導的新研究大學(LLC),患有痛風的患者患慢性腎病和腎功能衰竭的風險增加。根據(jù)利默里克大學(UL)研究人員領導的研究,在有史以
-
人類和豬胚胎的相似性提供了早期發(fā)育階段的線索
科學家已經(jīng)證明了卵子和精子細胞的前體 - 這是保護物種的關鍵細胞 - 是如何通過研究豬胚胎和人類干細胞而在早期胚胎中產(chǎn)生的。在今天發(fā)
-
分子抑制使細胞在移動中
大阪大學的研究人員展示了兩種分子的相互抑制如何導致它們在細胞的兩端定位,作為在一個細胞末端形成附肢的觸發(fā)因素,使得定向細胞運動...
-
發(fā)現(xiàn)了一種新的霍亂毒素
霍亂弧菌是在150多年前被發(fā)現(xiàn)的,但仍然是全球傳染病的主要原因之一,特別是在流行的低收入國家,霍亂病的爆發(fā)可能導致嚴重的流行病。除了
-
中國倉鼠細胞系的基因組圖譜
源自中國倉鼠(CHO)卵巢的細胞系廣泛用于生產(chǎn)蛋白質(zhì)和其他生物藥物。如果沒有共享有關細胞系中收集的遺傳數(shù)據(jù)信息的系統(tǒng),研究人員將發(fā)現(xiàn)很
-
注射 運動可促進小鼠萎縮后肌肉再生長
伊利諾伊大學(UI)的研究人員通過將支持血管生長的細胞注射到無運動的肌肉中,發(fā)現(xiàn)它們能夠幫助恢復因運動而丟失的肌肉質(zhì)量。根據(jù)UI網(wǎng)站上周
-
季節(jié)性圖像揭示了干細胞背后的科學
乍一看,由南安普頓大學研究生研究員卡塔琳娜莫拉創(chuàng)作的一對獲獎圖像似乎具有季節(jié)性主題。但仔細觀察,您會發(fā)現(xiàn)圣誕樹和季節(jié)性花圈的圖片(
-
罪魁禍首發(fā)現(xiàn)抗真菌藥物耐藥性
該MSH2基因可能負責光滑念珠菌病原體的多藥耐藥性特征,根據(jù)一項新的研究。光滑念珠菌(Candida glabrata)占念珠菌真菌感染的約20-25%,因