阿尔萨德vs德黑兰独立: 剛剛,科學家發現了一大堆解釋人類進化的基因...

阿尔萨德在哪里 www.cxzgfq.com.cn 發布時間:2019/5/29 16:07:49  作者:


5月27日發表在《Nature Genetics》上的一項新研究發現, 以前被認為在不同生物體中具有相似作用的數十種基因,實際上是人類獨有的, 這或許有助于解釋我們這個物種是如何形成的。

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已知這些基因編碼的一類蛋白質稱為轉錄因子(或TF)控制著基因活性。TF識別稱為基序(motif)的DNA代碼特定片段,并將它們用作結合DNA打開或關閉基因的著陸點。

過去的研究表明,在不同生物體中看起來相似的TF也結合了相似的基序 ,即使在果蠅和人類等多種物種中也同樣如此。但來自加拿大多倫多大學Donnelly細胞及生物分子研究中心Timothy Hughes教授實驗室的一項新研究表明,情況并非總是如此。

在該研究中,研究團隊描述了一種新的算法,可以更準確地預測 每種TF在許多不同物種中結合的基序序列。研究結果表明,TF的某些亞型在功能上比以前認為的更加多樣化。

研究第一作者Sam Lambert說:“即使在親緣關系密切的物種之間, 也有一部分TF可能與新序列結合。 這意味著它們可能通過調節不同基因而具有新的功能,這可能對物種差異很重要?!?/span>

即使在基因組99%相同的黑猩猩和人類之間,也有幾十種TF識別兩種物種之間的不同基序,其方式會影響幾百種不同基因的表達。

Lambert說:“我們認為,這些分子差異可能正是導致黑猩猩與人類之間的一些差異?!?/span>

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圖片來源:University of Toronto 

為了重新分析基序序列,Lambert開發了一種新軟件以尋找TF的DNA結合區域之間的結構相似性。這些結構相似性與它們結合相同或不同DNA基序的能力有關。 如果兩個來自不同物種的TF具有相似的氨基酸組成,那么它們很可能結合了相似的基序 。但與比較這些區域作為一個整體的老方法不同, Lambert的方法自動為整個區域中一小部分且直接與DNA接觸的氨基酸賦予更大的價值。在這種情況下,兩個TF整體上看起來可能相似,但如果它們在這些關鍵氨基酸的位置不同,則它們更有可能結合不同的基序。當Lambert 比較不同物種的所有TF并與所有可用的基序序列數據匹配時,他發現許多人類TF識別不同的序列,因此調控不同的基因,而不是其他動物中相同蛋白質的不同版本。

這一發現與之前的研究結果相矛盾,之前的研究表明,幾乎所有人類和果蠅的TF都結合了相同的基序序列。 這呼吁科學家們應該謹慎對待,他們希望通過僅研究相對簡單的生物體來獲得關于人類TF的見解。

Hughes教授說:“有一種觀點一直堅持了下來,那就是TF在人類和果蠅之間結合幾乎相同的基序。雖然有很多例子表明這些蛋白質在功能上是保守的,  但這絕不是人們所接受的程度。 ”

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圖片來源:《Nature Genetics》

至于具有獨特人類功能的TF,它們屬于快速進化的所謂C2H2鋅指 (以含鋅離子的指狀突起命名)TF類,它們與DNA結合在一起。它們的作用仍然是一個懸而未決的問題,但我們知道,具有更多樣化TF的生物體也有更多的細胞類型,它們可以以新的方式組合在一起,形成更復雜的身體。

Hughes教授很興奮地發現, 其中一些鋅指TF可能是人體生理學和解剖學的獨特特征,如我們的免疫系統和大腦,這在動物中是最復雜的。另一個問題涉及性別二態性,那些可見(或不太明顯)性別之間的差異指導著配偶選擇,它對生殖成功有直接影響,而且還對生理學產生長期深遠的影響。男性的胡須或雄孔雀的尾巴就是這種特征的典型例子。

Hughes教授說:“在人類遺傳學中,幾乎沒有人研究性別二態性的分子基礎,然而這些特征是所有人類都能在彼此身上看到的,也是我們都感興趣的。如果我能找到方法揭開這個面紗,我將把我職業生涯的后半段時間花在這上面?!?/span>


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