解開(kāi)真菌自相殘殺的遺傳學(xué)

自私基因是傳遞給下一代的基因，但對(duì)整個(gè)個(gè)體沒(méi)有任何好處，有時(shí)可能是有害的。烏普薩拉大學(xué)的研究人員首次對(duì)真菌中脈孢子菌中的兩個(gè)自私基因進(jìn)行測(cè)序(或繪制)，導(dǎo)致真菌孢子殺死他們的兄弟姐妹。出乎意料的是，這些基因并沒(méi)有相互關(guān)聯(lián)，這可能表明自私基因比以前認(rèn)為的更為常見(jiàn)。

進(jìn)化論的一個(gè)主要支柱是適者生存，其基因可以傳承下去。然而，一種基因 - “自私”基因 - 可以傳播而不會(huì)使個(gè)體受益。生物學(xué)家認(rèn)為自私基因可能是進(jìn)化的重要驅(qū)動(dòng)因素，因此必須了解自私基因如何發(fā)揮功能以便理解更一般的進(jìn)化模式。

在某些真菌中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)被稱為“孢子殺手”的自私基因的例子。如果真菌孢子攜帶這個(gè)基因，孢子會(huì)殺死所有缺乏基因的相關(guān)('兄弟')孢子。孢子殺死因此基因?qū)⒈粋鞑?，盡管對(duì)整個(gè)真菌有害。在其他生物中發(fā)現(xiàn)了類似的殺死兄弟姐妹的基因，例如果蠅和小鼠，但在這些物種中，它是精子破壞同胞精子的問(wèn)題。自私基因也可以作為殺蟲(chóng)劑：將自私基因插入攜帶瘧疾的蚊子可以使一個(gè)性別的個(gè)體出生，從而減少其種群數(shù)量。然而，了解自私基因如何在遺傳上發(fā)揮作用，以及它們?nèi)绾卧谛再|(zhì)，仍然有限。

烏普薩拉大學(xué)系統(tǒng)生物學(xué)系的一個(gè)研究小組第一次成功地對(duì)含有復(fù)雜自私基因的完整基因組進(jìn)行了測(cè)序。研究人員對(duì)子囊菌真菌中間孢菌(Neurospora intermedia)中發(fā)現(xiàn)的兩種不同類型的孢子殺手進(jìn)行了基因組測(cè)序。結(jié)果現(xiàn)已發(fā)表在Nature Communications上。

“對(duì)這種類型的自私基因進(jìn)行測(cè)序是很困難的，因?yàn)樗鼈兺ǔＮ挥谌旧w上已經(jīng)積累了大量突變的部分，并且染色體的部分已被重新排列，”該研究負(fù)責(zé)人Hanna Johannesson說(shuō)。

基因組的測(cè)序表明，孢子殺傷基因存在于染色體區(qū)域，其中大部分染色體已經(jīng)改變了方向：形成所謂的“倒位”。這些染色體區(qū)域也收集了許多新的突變和重復(fù)DNA擴(kuò)展的區(qū)域?？赡芤馕吨哂墟咦託虻膫€(gè)體更難以適應(yīng)，并且它們可能解釋為什么這些孢子殺死基因在中間脈孢菌中是不尋常的。

“令我們驚訝的一個(gè)結(jié)果是兩個(gè)孢子殺手彼此無(wú)關(guān)，并使用不同的基因殺死同胞孢子。這可能表明，一般的自私基因，特別是孢子殺死基因，比人更常見(jiàn)曾經(jīng)認(rèn)為，“該研究的主要作者Jesper Svedberg說(shuō)。

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