對蠕蟲的研究揭示了編碼毒素及其解毒劑的“自私基因”
加州大學洛杉磯分校的一項研究發(fā)現(xiàn),一種常見的秀麗隱桿線蟲- 一種經(jīng)常用于神經(jīng)發(fā)育的實驗室研究的蛔蟲 - 具有一對編碼毒藥及其解毒劑的基因。這項新的研究還表明,如果這兩種基因的蠕蟲與沒有這兩種基因的秀麗隱桿線蟲的野生菌株交配,那么它們不繼承解毒劑的后代就無法保護自己免受毒素的影響 - 這是由母親蠕蟲 - 當他們還是胚胎時死去。
這對基因代表了迄今為止在分子水平上“自私遺傳元件”的最明顯的例子之一。
自私的遺傳因素是DNA的延伸,除了促進自己的遺傳之外,它們無緣無故地存在;它們對生物體沒有任何好處。幾十年來,科學家已經(jīng)了解了自私的遺傳因素,并且在理查德道金斯1976年出版的“自私基因”一書出版后,它們的重要性變得尤為明顯。
自私元素促進自己的機制可能是微妙的。例如,它們可能會改變動物的行為,因此它有利于具有相同基因組成的配偶。在極端情況下,一個自私的基因可能需要有機體繼承它以使生物體完全存活。
研究人員正在研究一種不尋常的秀麗隱桿線蟲,稱為DL238,是從夏威夷的一個保護區(qū)中分離出來的。當他們用大多數(shù)實驗室中使用的標準蠕蟲(稱為N2)越過這些蠕蟲時,科學家注意到了一段長長的DNA,后代總是繼承N2拷貝。
他們的實驗表明,這是因為從DL238蠕蟲遺傳DNA的蠕蟲在胚胎發(fā)育過程中死亡。當研究人員研究這段DNA中的基因時,他們驚訝地發(fā)現(xiàn)DL238缺少一種名為pha-1的基因,這種基因被認為是蠕蟲進食器官發(fā)育所必需的。然而,研究人員表明,pha-1實際上是毒素的解毒劑,sup-35,DL238也缺失。這些基因共同構(gòu)成了一個自私的元素,而不是蠕蟲發(fā)展的重要組成部分。
科學家長期以來一直對使用自私基因來阻止病原體的傳播感興趣,例如瘧疾寄生蟲。pha-1 / sup-35系統(tǒng)提供了一個探索自私基因如何繁殖的起點。
研究人員寫道,這一發(fā)現(xiàn)還表明,自私的遺傳因素可能隱藏在科學家的鼻子下,并且可能比以前認為的更為常見。pha-1基因已被充分研究,但之前沒有暗示它僅僅是毒素的解毒劑,這提高了其他發(fā)育基因可能轉(zhuǎn)化為尚未發(fā)現(xiàn)的毒素的解毒劑的可能性。
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