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        研究人員在古細(xì)菌中尋找表觀遺傳學(xué)的第一個證據(jù)
        
			
        
				2019-01-04 14:35:12
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        來自內(nèi)布拉斯加大學(xué)林肯分校和加州大學(xué)圣克魯茲分校的一組科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種證據(jù)，證明復(fù)雜生物體中的一種進(jìn)化現(xiàn)象在古細(xì)菌中發(fā)揮作用，古細(xì)菌是一群以其愛之為人所知的單細(xì)胞微生物。生活在極端環(huán)境中。
        

        Sulfolobus solfataricus?????????é?????è±???? ????????￥?o????D???Janckovik / W. Zillig???
        

        物種通常通過連續(xù)世代遺傳的DNA突變而進(jìn)化。
        

        幾十年前，研究人員開始發(fā)現(xiàn)多細(xì)胞物種也可以通過表觀遺傳學(xué)進(jìn)化：這些特征不是源于遺傳變異，而是源于控制生物體DNA獲取的細(xì)胞蛋白質(zhì)的遺傳。
        

        因為這些蛋白質(zhì)可以響應(yīng)生物體環(huán)境的變化，表觀遺傳學(xué)依賴于自然與培育之間的薄弱邊界。
        

        它的證據(jù)只出現(xiàn)在真核生物中，即包含動物，植物和其他幾個王國的多細(xì)胞生命領(lǐng)域。
        

        但是新的實驗表明，表觀遺傳學(xué)可以傳遞一種古生物Sulfolobus solfataricus的極端耐酸性。
        

        “令人驚訝的是，它存在于這些相對原始的生物體中，我們知道它們是古老的，”資深作者，內(nèi)布拉斯加大學(xué)林肯分校和加州大學(xué)圣克魯茲分校的Paul Blum教授說。
        

        “我們一直認(rèn)為這是一種(進(jìn)化上的)新事物。但表觀遺傳學(xué)并不是地球上的新生。“
        

        Sulfolobus solfataricus是一種食用硫的物種，在黃石國家公園的沸騰的醋酸性泉水中(該物種在pH3.0和80攝氏度下生長最佳)繁殖。
        

        通過將硫化葉菌(Sulfolobus solfataricus)暴露于數(shù)年來增加的酸度水平，該團(tuán)隊進(jìn)化出三種菌株，其耐受性比其黃石祖先高178倍。
        

        其中一種菌株在其DNA中沒有突變的情況下進(jìn)化出抗性，而另外兩種菌株在相互排斥的基因中發(fā)生突變，這些基因不會導(dǎo)致耐酸性。
        

        當(dāng)科學(xué)家破壞了被認(rèn)為控制抗性相關(guān)基因表達(dá)的蛋白質(zhì) - 讓DNA本身不受影響 - 這種抗性在后代中突然消失。
        

        “我們預(yù)測它們會發(fā)生突變，我們會跟蹤突變，這會告訴我們是什么導(dǎo)致了極端的耐酸性。但這不是我們發(fā)現(xiàn)的，“布魯姆教授說。
        

        雖然表觀遺傳學(xué)對于人類中一些最具生產(chǎn)力和破壞性的生理過程至關(guān)重要 - 細(xì)胞分化為約200種類型，即癌癥的發(fā)生 - 但在真核生物中研究仍然很困難。
        

        “古細(xì)菌的簡單性，以及它們的細(xì)胞在某些重要方面類似于真核生物的事實，應(yīng)該使我們能夠比以前更快，更便宜地研究表觀遺傳問題，”布魯姆教授說。
        

        “我們不知道是什么改變了改變表觀遺傳特征的人類轉(zhuǎn)變。”
        

        “而且我們肯定不知道如何經(jīng)常扭轉(zhuǎn)它。這是我們要追求的第一件事：如何打開它，如何關(guān)閉它，如何讓它切換。當(dāng)你考慮(管理)我們的特性或植物的特性時，這會帶來好處。“
        

        “然而這一發(fā)現(xiàn)也引發(fā)了一些問題，特別是關(guān)于真核生物和古菌如何采用表觀遺傳學(xué)作為遺傳方法，”研究第一作者，內(nèi)布拉斯加大學(xué)林肯分校的博士生Sophie Payne說。
        

        “也許他們兩個都擁有它，因為他們與擁有它的共同祖先不同。或者它可能會進(jìn)化兩次。從進(jìn)化的角度來看，這是一個非常有趣的概念。“
        

        布魯姆教授說：“我們很好奇表觀遺傳學(xué)是否以及如何解釋為什么沒有已知的古生物會導(dǎo)致疾病，或者像細(xì)菌那樣對其兄弟進(jìn)行抗生素武裝的戰(zhàn)爭。”
        

        “那個世界上沒有抗生素。這是為什么?我們認(rèn)為它與表觀遺傳學(xué)有關(guān)，所以它們之間的相互作用與細(xì)菌根本不同。“
        

        “這一發(fā)現(xiàn)還引入了一個更廣泛的問題。有這個的好處是什么?我們不知道。“
        
			

			
          
        
			
        
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