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最初被认为"无用的尘埃斑点"变成了所有脊椎动物基因组的组成部分

来源:cnBeta.COM 发布时间: 2021-11-06 11:41:24 编辑:Emily

导读:最初,人们认为它们只是显微镜载玻片上的灰尘斑点。

最初,人们认为它们只是显微镜载玻片上的灰尘斑点。现在,一项新的研究表明,微染色体--在鸟类和爬行动物中发现的一种微小的染色体有着更长的历史,在哺乳动物中发挥的作用比我们曾经怀疑的要大。

通过排查许多不同物种的微染色体的DNA序列,研究人员已经能够显示这些DNA分子在鸟类和爬行动物家族中的一致性,这种一致性可以延伸到数亿年前。

更重要的是,研究小组发现,这些遗传密码的碎片已经被打乱,放在有袋类和胎盘类哺乳动物的较大染色体上,包括人类。换句话说,人类的基因组并不像以前认为的那样"正常"。

澳大利亚拉托贝大学的遗传学家珍妮-格雷夫斯说:"我们把这些来自鸟类、龟类、蛇和蜥蜴、鸭嘴兽和人类的序列排成一排,并对它们进行比较。令人惊讶的是,所有鸟类和爬行动物的微染色体都是一样的。"

"更令人惊讶的是,它们与文昌鱼的微小染色体相同--文昌鱼是一种没有骨架的小鱼状动物,最后与脊椎动物在6.84亿年前有一个共同的祖先。"

通过追溯这些微染色体到古老的文昌鱼,科学家们能够与它的所有后代建立遗传联系。这些微小的"尘埃斑点"实际上是脊椎动物的重要构件,而不仅仅是不正常的多余物。

似乎大多数哺乳动物在进化过程中都吸收和混淆了它们的微染色体,使它们看起来像正常的DNA片段。研究人员说,鸭嘴兽是个例外,它的几个染色体部分与微染色体排列在一起,表明这种方法很可能在这方面充当了其他哺乳动物的"垫脚石"。

一张树状图概述了蛇、蜥蜴、鸟类、鳄鱼和哺乳动物中类似DNA的存在微染色体在鸟类和爬行动物中是一致的,但在哺乳动物中却混杂在较大的染色体中。

该研究还显示,除了在众多物种中具有相似性外,微染色体还位于细胞内的相同位置。

澳大利亚新南威尔士大学(UNSW)的生物学家保罗-沃特斯说:"它们不仅在每个物种中都是一样的,而且它们挤在细胞核的中心,在那里它们互相进行物理上的互动,这表明功能上的一致性。这种奇怪的行为在我们的基因组中的大染色体上是不存在的。"

研究人员认为,最近DNA测序技术的进步使他们有能力对微染色体进行端对端测序,并更好地确定这些DNA片段来自何处以及它们的目的可能是什么。

目前还不清楚在较大的染色体或微染色体中编码DNA是否有进化上的好处,本文概述的研究结果可能有助于科学家平息这一特殊的争论,尽管仍有很多问题需要解释。

该研究表明,在哺乳动物中进化出的大染色体方式实际上并不是正常状态,而且可能是一个缺点:例如,基因在微染色体中被更紧密地挤在一起。

"人类和其他哺乳动物的染色体不是'正常'的,而是被大量的'垃圾DNA'膨大,并以许多不同的方式扰乱,"格雷夫斯说。"新的知识有助于解释为什么有这么大范围的哺乳动物,它们的基因组有很大的不同,居住在我们星球的每个角落。