正在進(jìn)行的自然選擇 以防止破壞人類的基因突變
面對高遺傳突變率,人類的生存仍然是進(jìn)化生物學(xué)中的一個(gè)重要問題。雖然突變?yōu)槲锓N提供了新奇的來源,但這些遺傳變化的很大一部分也可能具有破壞性。據(jù)估計(jì),新生兒有大約70個(gè)新的突變,父母沒有。在Brigham和婦女醫(yī)院研究遺傳學(xué)家Shamil Sunyaev博士和密歇根大學(xué)教授Alexey Kondrashov博士進(jìn)行的項(xiàng)目中,科學(xué)家研究了人類的自然選擇。
他們的研究結(jié)果發(fā)表在一篇新的科學(xué)論文中,他們報(bào)告說,作為一個(gè)物種,人類能夠保持對破壞性突變的積累,因?yàn)槊恳粋€(gè)添加到基因組中的額外突變都會導(dǎo)致更大,更大的后果,從而減少個(gè)人傳遞遺傳物質(zhì)的能力。
破壞性突變是可能干擾基因?qū)ι矬w的生物學(xué)功能的突變。研究人員研究了來自歐洲,亞洲和非洲的人群樣本,發(fā)現(xiàn)整體上攜帶大量高度破壞性突變的個(gè)體顯著減少。他們推斷,如果在已經(jīng)包含許多破壞性突變的基因組中發(fā)生新的突變,那么它比在具有少量其他破壞性突變的基因組中發(fā)生的具有更強(qiáng)的效果。因此,基因組攜帶的破壞性突變越多,個(gè)體就越不可能為下一代貢獻(xiàn)后代。
“我們的研究表明,人類正在進(jìn)行針對高度破壞性基因突變的自然選擇,并且人類基因組不同部分之間的協(xié)同相互作用有助于它,”Sunyaev說。
這種觀察是一般的,并不限于人類。在果蠅中獨(dú)立觀察到相同的效果。這些發(fā)現(xiàn)也有助于解釋進(jìn)化生物學(xué)中另一個(gè)長期存在的難題,有性生殖的進(jìn)化維持。由于性別將兩個(gè)基因組混合在一起,它可以產(chǎn)生一些極少數(shù)突變的基因組,以及每一代都有很多突變的其他基因組。如果基因組中的破壞性突變具有協(xié)同作用,那么具有大量破壞性突變的基因組就不太可能留下后代。因此,進(jìn)化理論認(rèn)為,有性繁殖者可能比無性繁殖者更成功,因?yàn)樗鼈兡軌蛟谛詣e誘導(dǎo)的遺傳重新混合后從單個(gè)遺傳死亡中清除群體中的多種破壞性突變。這正是本研究中觀察到的。
“通過證明有性繁殖者,如人類和果蠅,具有大量高度破壞性突變的個(gè)體發(fā)病率低得多,我們的研究為那些表明性在確定性意義上具有進(jìn)化優(yōu)勢的理論提供了支持,”主要作者,哈佛大學(xué)系統(tǒng)生物學(xué)博士候選人Mashaal Sohail說道,“也就是說,性別必須在我們自己的物種中產(chǎn)生,以允許更有效的自然選擇,因?yàn)橥蛔兟侍叨荒芫S持。 “
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