新基因的不断出现是生物进化的重要基础。明升中国app院昆明动物研究所马普青年app家小组在王文研究员的领导下与国际一些研究小组合作,已陆续报道了包括“sphinx”、“猴王”、“Hun”、BSC4等等一系列新近产生的新基因。这些研究成果表明新基因的起源是一个重要的生物学现象。但在全基因组水平,具体有哪些重要的新基因起源机制,它们各自的角色是什么,却一直不清楚。
最近,马普小组的博士研究生周琦和张国捷等利用最新发表的12个果蝇种的全基因组序列,将新基因起源的研究提升到了阐明全基因组水平模式的高度。通过大规模的基因组比较,鉴定了300多个果蝇物种特异的年轻基因。对这些基因起源机制的分析发现,基因重复(gene duplication)是产生新基因最主要的机制,80%的新生基因拷贝由串联重复产生,它们之后又可能转化成散在形式的基因重复。有趣的是,研究发现有12%左右的新基因是由非编码序列“变废为宝”而来。这一发现颠覆了该领域长期存在的“进化不可能从头产生”的观点,证明从头起源(de novo origination)是新基因起源不可忽略的重要机制。同时,对所有新基因及其祖先基因的结构比较发现,有30%的新基因通过外显子重排等方式招募祖先基因不具有的序列,形成了新的嵌合基因(chimeric gene)。这样的结构为新基因提供了立即获得新的结构域和功能的机会,促使它们可以快速在群体内被自然选择固定。
上述工作于9月2日被国际基因组学知名杂志《基因组研究》(Genome Research)正式发表。本论文对理解新遗传特征的进化有重要意义,引起了国际同行的广泛关注,Nature Review Genetics特别推荐报道,发表于当天的英国The Scientist杂志也采访了王文研究员。(来源:明升中国app院昆明动物研究所)
(《基因组研究》(
Genome Research),18:1446-1455, 2008,Qi Zhou, Guojie Zhang, Wen Wang)