對(duì)蠕蟲的研究揭示了編碼毒素及其解毒劑的“自私基因”
加州大學(xué)洛杉磯分校的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),一種常見(jiàn)的秀麗隱桿線蟲- 一種經(jīng)常用于神經(jīng)發(fā)育的實(shí)驗(yàn)室研究的蛔蟲 - 具有一對(duì)編碼毒藥及其解毒劑的基因。這項(xiàng)新的研究還表明,如果這兩種基因的蠕蟲與沒(méi)有這兩種基因的秀麗隱桿線蟲的野生菌株交配,那么它們不繼承解毒劑的后代就無(wú)法保護(hù)自己免受毒素的影響 - 這是由母親蠕蟲 - 當(dāng)他們還是胚胎時(shí)死去。
這對(duì)基因代表了迄今為止在分子水平上“自私遺傳元件”的最明顯的例子之一。
自私的遺傳因素是DNA的延伸,除了促進(jìn)自己的遺傳之外,它們無(wú)緣無(wú)故地存在;它們對(duì)生物體沒(méi)有任何好處。幾十年來(lái),科學(xué)家已經(jīng)了解了自私的遺傳因素,并且在理查德道金斯1976年出版的“自私基因”一書出版后,它們的重要性變得尤為明顯。
自私元素促進(jìn)自己的機(jī)制可能是微妙的。例如,它們可能會(huì)改變動(dòng)物的行為,因此它有利于具有相同基因組成的配偶。在極端情況下,一個(gè)自私的基因可能需要有機(jī)體繼承它以使生物體完全存活。
研究人員正在研究一種不尋常的秀麗隱桿線蟲,稱為DL238,是從夏威夷的一個(gè)保護(hù)區(qū)中分離出來(lái)的。當(dāng)他們用大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室中使用的標(biāo)準(zhǔn)蠕蟲(稱為N2)越過(guò)這些蠕蟲時(shí),科學(xué)家注意到了一段長(zhǎng)長(zhǎng)的DNA,后代總是繼承N2拷貝。
他們的實(shí)驗(yàn)表明,這是因?yàn)閺腄L238蠕蟲遺傳DNA的蠕蟲在胚胎發(fā)育過(guò)程中死亡。當(dāng)研究人員研究這段DNA中的基因時(shí),他們驚訝地發(fā)現(xiàn)DL238缺少一種名為pha-1的基因,這種基因被認(rèn)為是蠕蟲進(jìn)食器官發(fā)育所必需的。然而,研究人員表明,pha-1實(shí)際上是毒素的解毒劑,sup-35,DL238也缺失。這些基因共同構(gòu)成了一個(gè)自私的元素,而不是蠕蟲發(fā)展的重要組成部分。
科學(xué)家長(zhǎng)期以來(lái)一直對(duì)使用自私基因來(lái)阻止病原體的傳播感興趣,例如瘧疾寄生蟲。pha-1 / sup-35系統(tǒng)提供了一個(gè)探索自私基因如何繁殖的起點(diǎn)。
研究人員寫道,這一發(fā)現(xiàn)還表明,自私的遺傳因素可能隱藏在科學(xué)家的鼻子下,并且可能比以前認(rèn)為的更為常見(jiàn)。pha-1基因已被充分研究,但之前沒(méi)有暗示它僅僅是毒素的解毒劑,這提高了其他發(fā)育基因可能轉(zhuǎn)化為尚未發(fā)現(xiàn)的毒素的解毒劑的可能性。
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