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Mol Biol Evol:R2d2,不听话的自私基因

 

Mol Biol Evol:R2d2,不听话的自私基因

图片来自:www.apesantsandancestors.com

2016年2月29日/生物谷BIOON/–在电影星球大战中,机器人R2D2是一个有趣的机器人。在动物世界里,R2D2是彻头彻尾的“自私基因”。R2D2违背了基因遗传法则和达尔文进化论。R2D2本身可能损害家鼠的生育能力,但是却可以迅速在家鼠群体中传播开来。相关研究发表在《 Molecular Biology and Evolution》上。

前美国北卡罗来纳大学教堂山分校教授、遗传学家John Didion及其同事,研究了来自欧洲和北美的野生型家鼠的DNA样本,以确定R2D2在物种群体中的扩散程度。研究人员还在实验室培育出了家鼠品系,以确定为什么R2D2能够快速传播。他们发现。在实验室家鼠种群中,在13代之后,R2D2基因在种群中的比例从18%到了62。而在另一个实验室培育的家鼠品系中,R2D2在种群中的比例,在10代后,从50%增加到了85%,而15代后,出现在了所有的后代中。 这个速度,比之前计算机模拟预测的184代后所有后代会携带 R2D2,快了太多。

显然,R2D2的快速传播并非是对环境的快速适应,而是R2D2是“自私的基因”。实际上,R2D2是家鼠二号染色体上的一个片段,含有多拷贝的Cwc22基因。当Cwc22基因拷贝数超过了7之后,这个片段就变得“自私”起来。含有这个片段的雌性家鼠中,这个片段的染色体更容易被分配到卵子(而不是分配到极体)中,这显然有悖“染色体均匀分配到不同的卵子或极体”的遗传法则。但是,含有这个R2D2片段的卵子比起不含这个片段的卵子,体积会小一些,显然这种小体积的卵子更不利于后代的生存。根据演化规律,生育能力的减弱应引起自然选择淘汰R2D2。但显然,自私DNA片段战胜了自然地选择。

目前,在野生环境的家鼠中,R2D2片段携带的比例各有不同。比如德国家鼠的R2D2携带率在67%,而在美国加州的比例则为0%。显然,野生环境的家鼠发展了一套抑制R2D2扩散的系统,来维持较低水平的R2D2携带率。亦或者,携带R2D2的DNA片段的家鼠有更高的死亡率。

这个新的发现表明,即使某个基因会损害生物群体的生存率,但是还是可以欺骗生物群体,并扩散到后代中去。这可能为研究人员带来了希望,利用工程的“自私基因”,来消除蚊子传播的疾病和入侵性的病毒等。但是,这个基因的发现也意味着,劣势基因并非总会被淘汰。如果研究人员不小心,他们可能会被蒙蔽,而以为自私的基因是指具有一定的进化优势。所谓的”适者生存“可能需要修改了。(基因宝jiyinbao.com)

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生物谷推荐英文原文:

‘Selfish’ DNA flouts rules of inheritance

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