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      新研究揭示了鳥類和哺乳動物DNA進(jìn)化的隱藏動態(tài)
      
			
      
				2019-01-03 16:01:42
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      進(jìn)化通常被認(rèn)為是基因組的逐步重塑，是構(gòu)建生物體的基因藍(lán)圖。但在某些情況下，將其稱為大修可能更合適。猶他大學(xué)醫(yī)學(xué)院的科學(xué)家們報告說，在過去的1億年中，人類血統(tǒng)已經(jīng)失去了五分之一的DNA，而更多的DNA被添加了。到目前為止，我們的基因組已經(jīng)擴(kuò)大和收縮的程度被低估了，并且在進(jìn)化時間內(nèi)它的相對恒定的大小掩蓋了它。
      

      新研究揭示了鳥類和哺乳動物DNA進(jìn)化的隱藏動態(tài)
      

      人類不是唯一具有彈性基因組的人。從蜂鳥到蝙蝠到大象的虛擬動物園 - 一個充滿動物的新面貌表明，大多數(shù)脊椎動物基因組具有相同的手風(fēng)琴狀態(tài)。該研究的資深作者，人類遺傳學(xué)教授CédricFeschotte博士說：“我根本沒想到這一點(diǎn)。” “由于獲得和損失之間的顯著平衡，這些基因組的動態(tài)性質(zhì)仍然隱藏著。”
      

      以前的研究表明，不同種類的昆蟲或植物的基因組大小差異很大，這是一個波動的跡象。這項(xiàng)調(diào)查是第一次比較各種溫血脊椎動物，10種哺乳動物和24種鳥類。該研究于2月6日在線出現(xiàn)在美國國家科學(xué)院院刊(PNAS)上。
      

      修剪起飛
      

      當(dāng)進(jìn)化重演時，通常有一個很好的理由。對于大多數(shù)脊椎動物而言，為什么基因組缺失和附加物通常是相輔相成的并不是很明顯。然而，對于飛行動物，可能有一個線索。
      

      Feschotte五年前開始涉足該領(lǐng)域，此前他的研究發(fā)現(xiàn)了一個悖論。他的小組和其他人發(fā)現(xiàn)，蝙蝠的基因組中散落著一小塊DNA，稱為轉(zhuǎn)座子，它們在飛行的哺乳動物的遺傳物質(zhì)中侵入并復(fù)制了自己。特別是，這種大規(guī)模的轉(zhuǎn)座子擴(kuò)增使一種稱為微生物的物種的基因組擴(kuò)大了460兆堿基，比河豚更多的遺傳物質(zhì)。然而，與其他哺乳動物相比，蝙蝠基因組的總體大小仍然相對較小，這表明雖然轉(zhuǎn)座子添加了新的DNA，但舊的DNA必須以某種方式被移除。
      

      “這些數(shù)據(jù)提出了一個問題：舊的DNA去了哪里?” 費(fèi)斯喬特說。他推斷，為了保持基因組的整齊，這些動物必須善于拋棄DNA。
      

      為了檢驗(yàn)這個假設(shè)，他的團(tuán)隊(duì)需要量化那些不存在的東西，DNA在許多千年中丟失的數(shù)量。Feschotte和該研究的主要作者，人類遺傳學(xué)研究助理AurélieKapusta博士開發(fā)了通過比較當(dāng)前動物的基因組大小與其共同祖先的基因組大小來推斷消失的DNA數(shù)量的方法。
      

      正如他們所懷疑的那樣，微生物隨著時間的推移失去了更多的DNA - 是其與哺乳動物祖先分歧后獲得的DNA的三倍。這個蝙蝠的堂兄，兆鳥，甚至更多地削弱了它的基因組，失去了比增加的八倍。
      

      該研究結(jié)果是哺乳動物基因組比以前認(rèn)為更具動態(tài)的第一個線索。但更重要的是，數(shù)據(jù)很好地符合科學(xué)家們已經(jīng)開玩笑一段時間的想法。飛行的動物具有較小的基因組。一個原因可能是動力飛行的代謝成本對基因組大小施加了限制。
      

      事實(shí)上，擴(kuò)大調(diào)查范圍以包括蝙蝠的天空同胞：啄木鳥，白鷺，蜂鳥和其他鳥類，表明兩種飛行哺乳動物的基因組動力更像鳥類的動物，而不是陸地哺乳動物。雖然大多數(shù)哺乳動物趨向于在深度進(jìn)化時間內(nèi)獲得和丟失的DNA量之間的平衡，但是蝙蝠在同一時間框架內(nèi)傾向于脫落DNA。
      

      在物種間觀察到的基因組動態(tài)差異的生物學(xué)因素可能很復(fù)雜，有待探索。但Feschotte表示，精簡基因組內(nèi)容是否允許飛行動物起飛是一項(xiàng)值得研究的有趣建議。
      

      “如果你看一下基因組的一小部分，或者只看一個時間點(diǎn)，你就不會看到整個基因組景觀如何隨著時間的推移發(fā)生變化，”卡波斯塔說。“當(dāng)你退后一步看看更全面的畫面時，你可以看到更多。”這項(xiàng)工作得到了美國國立衛(wèi)生研究院的支持，并將于2017年2月6日在PNAS上發(fā)表“鳥類和哺乳動物的基因組大小進(jìn)化動力學(xué)” 。
      
			

			
        
      
			
      
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