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PNAS:新研究揭示为什么会出现新形式的生命体!

来源:本站原创 2018-04-09 23:24

2018年4月9日讯 /生物谷BIOON /——生命体在进化过程中发生变化的时候,通常不是基因本身促使了新物种的形成,而是控制基因开关的基因调节。一项最新研究找到了一种最可能产生进化改变的基因调节。


图片来源:Stephen Alfred Forbes via Wikimedia Commons

大多数现代生命体都把遗传信息存储在DNA中,再转录成RNA。而抑制或者增强DNA转录的蛋白转录因子被认为可以调控基因表达。

在近日一篇发表在《PNAS》上的文章中,来自苏黎世联邦理工学院(ETH)和苏黎世大学(UZ)的研究人员发现蛋白转录因子控制的基因调节比另一种在RNA水平发挥作用的基因调节更有可能促使进化改变。

“这真的让我们很惊讶。”该研究通讯作者、圣菲研究所教授、UZ进化生物学和环境研究所主任Andreas Wagner教授说道。“这并不是显而易见,在我们发现这些之前我们根本就没有想到。”

“新的基因调节方式对于生命体的新特点至关重要。”他说道。“使人类和海胆或果蝇产生差别的正是新的基因调节模式——基因在正确的时间开关。”

该研究小组过去的研究显示转录因子具有两种关键的进化特质:强悍而可发展。一个强有力的系统可以在基因突变发生时也正常工作,而一个可发展的系统能够应对新的突变产生形式或者新特质。

该研究第一作者Joshua Payne说道:“我们发现转录因子结合位点是高度演化的,因为突变常常会产生其他转录因子的结合位点。通过这种方式,转录因子结合位点的突变可以带来新的表型变化。”

转录调节的可发展性也许解释了为什么生命体在40亿年前从用RNA储存信息进化为使用DNA和蛋白质储存信息。

这篇题为“RNA mediated gene regulation is less evolvable than transcriptional regulation”的文章于近日发表在PNAS上。(生物谷Bioon.com)

参考资料:

Joshua L. Payne et al. RNA-mediated gene regulation is less evolvable than transcriptional regulation, Proceedings of the National Academy of Sciences (2018). DOI: 10.1073/pnas.1719138115

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