生殖是人類分享遺傳信息的基本方式。這種遺傳轉(zhuǎn)移方式被稱為垂直或傳遞性狀“向下”。然而，一些生物可通過水平DNA交換共享基因，這意味著多種遺傳形式的存在。近日，一篇新的論文通過分析這種轉(zhuǎn)移方式，即轉(zhuǎn)座子(或“跳躍基因”)在不同生物體基因組中的存在，研究了其在哺乳動物中的可能作用。
跳躍基因
跳躍基因（或轉(zhuǎn)座子）是指能夠進行自我復(fù)制，并能在生物染色體間移動的基因物質(zhì)。它們具有擾亂被介入基因組成結(jié)構(gòu)的潛力，并被認(rèn)為是導(dǎo)致生物基因發(fā)生漸變(有時候是突變)，并最終促使生物進化的根本原因。
轉(zhuǎn)座因子約占人類基因組的一半。一些長散布元件 ( long interspersed element，Line) 的逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子，在復(fù)制自己的同時留下一個舊的版本，從而導(dǎo)致基因組的擴增。真核生物中兩個最豐富的逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子家族是LINE-1 (L1)和Bovine-B (BovB)。
最新進展
2013年，阿德萊德大學(xué)遺傳與進化系教授David Adelson博士曾指出，BovB的水平轉(zhuǎn)移比人們認(rèn)為的要廣泛得多，并在兩種節(jié)肢動物模型（特別是爬行動物蜱）中證明了轉(zhuǎn)移的可能機制。這項工作已發(fā)表在PNAS雜志。
對于他們正在進行的這項課題，Adelson博士說，“跳躍基因，即逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子，可以復(fù)制并粘貼在基因組周圍以及其他物種的基因組中。我們?nèi)圆磺宄麄兪侨绾巫龅降摹?/p>
Adelson博士及其同事假設(shè)哺乳動物中L1逆轉(zhuǎn)錄因子的存在是由于一個古老的水平轉(zhuǎn)移事件。為了研究這一點，他們從由759個植物、真菌和動物基因組組成的數(shù)據(jù)集中提取了數(shù)百萬個逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子序列。
在目前的工作中，研究人員指出，L1和BovB逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子存在于多種物種中，包括哺乳動物、爬行動物、魚類、兩棲動物、節(jié)肢動物和原始物種（如海膽和海鞘），并且在生物體中具有相似的分布。
有趣的是，他們發(fā)現(xiàn)，在整個進化過程中，物種間的轉(zhuǎn)移，甚至植物和動物之間的轉(zhuǎn)移，經(jīng)常發(fā)生，不僅如此，研究人員還在真核物種中鑒定出多種可能的L1水平轉(zhuǎn)移事件，主要涉及海洋真核生物中的Tx樣L1。他們還發(fā)現(xiàn)了新的橫向轉(zhuǎn)移寄生蟲載體，如臭蟲、水蛭和蝗蟲，并在蝙蝠和青蛙等新的譜系中發(fā)現(xiàn)了BovB的出現(xiàn)。
作者寫道:“因此，我們推測，獸類（therian mammals）哺乳動物的物種形成部分是受L1逆轉(zhuǎn)錄對基因組結(jié)構(gòu)和功能的影響，包括對轉(zhuǎn)錄網(wǎng)絡(luò)（transcriptional networks）的調(diào)控作用。”
前文已經(jīng)提到，大量哺乳動物基因組是由轉(zhuǎn)座因子組成的。這些結(jié)果支持了水平轉(zhuǎn)移在新宿主生物中產(chǎn)生長期基因組變化的作用。 ”隨著基因組測序技術(shù)和生物信息學(xué)工具的進步，我們預(yù)計，我們的研究將成為從大規(guī)模基因組數(shù)據(jù)中推斷水平轉(zhuǎn)移的寶貴資源。"作者總結(jié)道。
這項最新結(jié)果已于7月9日以“Horizontal transfer of BovB and L1 retrotransposons in eukaryotes”為題發(fā)表在Genome Biology 雜志。
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