研究為靈長類動物唾液的進(jìn)化提供了新的見解

“科學(xué)報告”雜志上的一項新研究表明，適應(yīng)不僅僅是為了創(chuàng)造生存的新工具，還在于調(diào)整我們所擁有的工具。

來自美國和希臘的研究作者檢查了一種叫做唾液粘蛋白??-7基因(MUC7)的基因，該基因告訴人體如何制造同名的唾液蛋白。

MUC7蛋白形成瓶刷形分子的主干，有助于吐出粘稠，粘稠的稠度。

該研究發(fā)現(xiàn)，在MUC7基因中，在所研究的每種靈長類物種中重復(fù)多次重復(fù)構(gòu)建瓶刷重要組成部分的說明：大猩猩擁有此信息的最少副本(4-5)，非洲綠猴最多( 11-12)，黑猩猩有5份，猩猩6-7份，人類有5-6份。

通過對MUC7進(jìn)化史的深入分析，作者得出結(jié)論，重復(fù)指令的大量復(fù)制可能賦予靈長類動物進(jìn)化優(yōu)勢 - 可能通過增強(qiáng)唾液的重要性狀，如其潤滑性，甚至更重要的是，它的能力與微生物結(jié)合(一種可能有助于抑制疾病的能力)。

紐約州立大學(xué)布法羅分校的首席合著者Omer Gokcumen博士說：“進(jìn)化可以有利于擴(kuò)大經(jīng)過驗證的基因工具，除了開發(fā)全新的基因工具。”

“你并不總是需要發(fā)明一種新工具。有時候，你只需要放大你已經(jīng)擁有的工具。“

在MUC7的情況下，反復(fù)重復(fù)關(guān)鍵遺傳指令導(dǎo)致更長，更密集的蛋白質(zhì)，這可能更好地執(zhí)行兩個保護(hù)任務(wù)：潤滑口腔和鎖定微生物，這一行動被認(rèn)為可以加速消除致病來自口腔的病原體。

在MUC7基因內(nèi)重復(fù)的遺傳指令是科學(xué)家們所說的串聯(lián)重復(fù)序列 - 在基因內(nèi)多次發(fā)現(xiàn)的短串DNA。

這項工作表明，隨著靈長類動物的進(jìn)化，其MUC7串聯(lián)重復(fù)序列中的DNA有時會發(fā)生變化。但遺傳物質(zhì)在一個關(guān)鍵方面保持不變：告訴身體如何制造氨基酸絲氨酸和蘇氨酸的DNA片段，這是瓶刷骨架的兩個重要組成部分，在所有靈長類動物中都存在。

在人類，大猩猩，猩猩，獼猴和非洲綠猴的串聯(lián)重復(fù)中，在相同的位置發(fā)現(xiàn)了產(chǎn)生絲氨酸和蘇氨酸的方向。

“隨機(jī)發(fā)生這種情況的可能性很小，暗示這些基因序列為宿主提供了進(jìn)化優(yōu)勢，”Gokcumen博士說。

“絲氨酸和蘇氨酸在MUC7蛋白功能中發(fā)揮的關(guān)鍵作用支撐了這一假設(shè)。”

在MUC7中，這兩種化合物充當(dāng)糖分子的錨定點，糖分子像刷子的刷毛一樣從蛋白質(zhì)骨架突出。正是這些鬃毛完成了與微生物結(jié)合的重要任務(wù)。

該研究闡明了串聯(lián)重復(fù)序列如何作為快速進(jìn)化適應(yīng)的模塊化構(gòu)建模塊。

“串聯(lián)重復(fù)可能是基因組中許多不同基因快速適應(yīng)其環(huán)境的主要方式，”主要作者Duo Xu說，他也來自紐約州立大學(xué)布法羅分校。

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