染色體中間位置的基因比末端基因變異少
在生物體改變外形特征、不斷進(jìn)化的過(guò)程中,如果某些特征被表達的可能性越高,控制這些特征的基因就更容易發(fā)生變異,而此特征也就更有可能發(fā)生變化。發(fā)表在最新出版的《科學(xué)》雜志上的一篇論文提出,基因在染色體中的位置比它對生命的作用更加重要。紐約大學(xué)基因組與系統生物學(xué)中心和普林斯頓大學(xué)李維斯·西格勒綜合染色體研究院的基因生物學(xué)家認為,控制某些特征基因在染色體中的位置是對進(jìn)化影響更大的因素。
自然界的生物,不同個(gè)體的外形特征有很大差別,比如身高、眼睛顏色等,即使同一群體這些特征也有明顯差別。當前能解釋生物外形特征差異的機制,只有少數突變、自然選擇、機會(huì )等。研究人員希望通過(guò)檢測基因組的變異部分和這些變異如何影響外形特征的表達,解釋為什么不同的外形特征,基因變異程度不同即發(fā)生變異的基因數量不同。
他們分析了一種蠕蟲(chóng)——秀麗隱桿線(xiàn)蟲(chóng)(C. elegans)的基因組,檢測了其細胞里約1.6萬(wàn)個(gè)特征基因,以確定細胞中每個(gè)基因所表達特征的活躍性。一開(kāi)始,他們選擇那些被表達出來(lái)更高的某些特征進(jìn)行了研究,結果發(fā)現控制這些特征表達的基因更容易發(fā)生變異,其控制的外形特征發(fā)生變異的可能性更高。這一結果卻跟“因自然選擇而導致的變異”有很大不同,“自然選擇變異”認為那些對于有機體健康生存必需的基因如控制胚胎發(fā)育活性的基因,比那些對于生存不太重要的比如控制嗅覺(jué)辨別氣味的基因,其變異的可能性要小。
為進(jìn)一步尋找原因,他們轉向更多的細節,追尋各個(gè)基因在染色體組中的位置。分析發(fā)現,相比位于染色體兩端的基因,那些位于中間的基因對遺傳特征變異的貢獻更少。也就是說(shuō),基因在染色體中的位置影響了不同特征的變異程度。
根據數學(xué)模型顯示,那些跟其他很多基因挨在一起的基因,跟它們的鄰居有一種進(jìn)化上的密切關(guān)系。在秀麗隱桿線(xiàn)蟲(chóng)中,位于染色體中間位置的基因和更多鄰居連在一起,因此比那些靠近末端的基因更少發(fā)生變異。