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        基因拷貝對于我們視力的進(jìn)化至關(guān)重要
        
			
        
				2019-01-19 11:14:42
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        發(fā)表在BMC進(jìn)化生物學(xué)的一項新研究揭示了脊椎動物視覺的進(jìn)化起源和斑馬魚的特殊性，以適應(yīng)快速變化的光照條件。該研究由XesúsAbalo和Dan Larhammar，烏普薩拉大學(xué)神經(jīng)科學(xué)系和SciLifeLab領(lǐng)導(dǎo)。
        

        基因拷貝對于我們視力的進(jìn)化至關(guān)重要
        

        光感對于所有主要動物群體的生存至關(guān)重要，包括我們自己的脊椎動物。進(jìn)化有利于選擇在5億多年前出現(xiàn)在脊椎動物祖先中的相機(jī)眼。光感通過一組蛋白質(zhì)在視網(wǎng)膜的視錐細(xì)胞和視桿細(xì)胞中發(fā)生。由這些細(xì)胞記錄的光信息在視網(wǎng)膜中被部分處理，然后被轉(zhuǎn)發(fā)到大腦以進(jìn)一步處理并與其他感覺系統(tǒng)整合，最終導(dǎo)致諸如行為調(diào)節(jié)的輸出。
        

        二十年前，對鳥類中光受體蛋白質(zhì)的首次研究表明，由視錐細(xì)胞介導(dǎo)的色覺在棒提供的昏暗光線灰度視覺之前出現(xiàn)。這一假設(shè)最近由Abalo和Larhammar領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊在視覺視蛋白基因家族的詳細(xì)研究中得到證實，分析了廣泛的脊椎動物物種(Lagman和Ocampo Daza等，2013)。
        

        在目前的研究中，同一組對PDE6蛋白的進(jìn)化進(jìn)行了詳細(xì)分析，PDE6蛋白是視錐細(xì)胞和視桿細(xì)胞光敏感的主要效應(yīng)因子。他們表明編碼PDE6的基因來自祖先基因，這些基因在早期脊椎動物基因組倍增中復(fù)制，并且由于在該譜系中發(fā)生的額外的基因組重復(fù)而在硬骨魚類中進(jìn)一步擴(kuò)展。他們還發(fā)現(xiàn)了另一種古老的脊椎動物基因拷貝，這種拷貝在羊膜動物中已經(jīng)丟失。
        

        為了在功能上表征PDE6家族成員，他們研究了斑馬魚，并分析了其視覺系統(tǒng)中的特定特征 - 因為斑馬魚有三個額外的基因重復(fù)，這些重復(fù)出現(xiàn)在導(dǎo)致人類的譜系之后。斑馬魚在錐形和桿形PDE6之間顯示出與人類相同的區(qū)別。除此之外，斑馬魚中的基因重復(fù)在晝夜循環(huán)期間顯示出驚人的不同活性，可能是為了在不同光照條件下有效調(diào)節(jié)感光細(xì)胞。
        

        總之，該研究強(qiáng)調(diào)了脊椎動物祖先中發(fā)生的兩輪全基因組重復(fù)的進(jìn)化重要性，并揭示了在這些事件中出現(xiàn)的基因重復(fù)的不同行為?；蛑貜?fù)的晝夜活動的巨大差異為不同動物群體中由光調(diào)節(jié)的行為的功能研究打開了大門。
        
			

			
          
        
			
        
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