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Science:揭示出线虫中编码毒素及其解毒剂的自私基因

来源:生物谷 2017-05-13 22:55


图片来自UCLA/Kruglyak lab。

2017年5月13日/生物谷BIOON/---在一项新的研究中,来自美国加州大学洛杉矶分校的研究人员发现一种常见的秀丽隐杆线虫虫株具有一对基因:其中的一个编码一种毒素,而另一个编码它的解毒剂。这项新的研究也揭示出如果具有这两个基因的线虫与不具有这两个基因的野生线虫虫株杂交,那么它们的没有遗传这种解毒剂编码基因的后代不能够保护它们自己免受这种毒素(由母本线虫产生的)的伤害,因而当它们仍然处于胚胎阶段时就会死亡。相关研究结果于2017年5月11日在线发表在Science期刊上,论文标题为“A maternal-effect selfish genetic element in Caenorhabditis elegans”。

这对基因代表着迄今为止在分子水平上的最为清晰的一种“自私基因”例子之一。

自私基因是仅促进它们自己遗传的DNA片段;它们并不给有机体带来任何益处。科学家们已了解自私基因几十年了,而且它们的重要性在1976年Richard Dawkins出版《自私基因(The Selfish Gene)》一书后变得非常清晰起来。

自私基因促进它们自己遗传的机制能够是微妙的。比如,它们可能改变动物的行为以至于它们有利于具有相同基因组成的雄性动物。在极端情形下,一种自私基因能够要求只有有机体遗传它才会存活下来。

这些研究人员也研究了一种不同寻常的秀丽隐杆线虫虫株DL238。线虫DL238是在夏威夷的一个自然保护区分离出来的。当他们让这些线虫DL238与标准的线虫虫株N2杂交时,他们注意到一种长的DNA片段,而且它们的后代总是遗传这种N2拷贝。

这些研究人员的实验证实这是因为遗传来自线虫DL238的这种DNA片段的线虫在它们的胚胎发育阶段就死掉。当他们研究了这种DNA片段中的基因时,他们吃惊地发现DL238线虫缺乏一个被称作pha-1的基因,这个基因被认为这种线虫的摄食器官所必需的。然而,他们证实pha-1事实上是毒素sup-35的解毒剂。基因sup-35也在DL238线虫缺失了。归纳在一起,这两个基因是自私基因,而不是线虫发育的重要组分。

科学家们长期以来就对利用自私基因阻止病原体(如疟原虫)扩散感兴趣。这种pha-1/sup-35系统为探究自私基因如何扩散提供一个起始点。

这些研究人员写道,这一发现也提示着自私基因可能未被科学家们察觉,而且可能比之前认为的更加常见。pha-1基因已得到很好的研究,但是之前没有人提示着它仅是一种毒素的解毒剂,这可能意味着其他的发育基因可能是迄今为止尚未发现的毒素的解毒剂。(生物谷 Bioon.com)

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原始出处:

Eyal Ben-David, Alejandro Burga, Leonid Kruglyak. A maternal-effect selfish genetic element in Caenorhabditis elegans. Science, Published online: 11 May 2017, doi:10.1126/science.aan0621

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