分析人體中的水平基因轉(zhuǎn)移
人體中的細(xì)菌以比通常在自然界中看到的更高的速率彼此共享基因。今天發(fā)表在“科學(xué)報(bào)告”上的研究結(jié)果源于一種分子數(shù)據(jù)挖掘方法,該方法允許科學(xué)家識別水平基因轉(zhuǎn)移的實(shí)例 - 基因在有性或無性繁殖之外的生物之間的直接轉(zhuǎn)移。
“水平基因轉(zhuǎn)移是地球上遺傳信息交換的主要力量,”伊利諾伊大學(xué)的共同作者Gustavo Caetano-Anollés說。“這些交換使微生物適應(yīng)和繁殖,但它們可能對人類健康也很重要。有些細(xì)菌不能生活在我們體外,還有一些細(xì)菌無法生存。“
為了進(jìn)行分析,科學(xué)家利用基因組信息構(gòu)建了數(shù)以萬計(jì)的殖民人體“家譜”。通過與微生物基因樹木調(diào)和,使團(tuán)隊(duì)能夠弄清楚哪些基因是遺傳的,哪些是由水平基因轉(zhuǎn)移引起的。
研究人類相關(guān)微生物,研究人員計(jì)算了基因轉(zhuǎn)移率,發(fā)現(xiàn)只有約40%的基因交換發(fā)生在同一身體部位的細(xì)菌中。另外60%涉及不同組織中細(xì)菌之間的基因共享,例如,腸道和血液中的生物之間。在所有情況下,基因轉(zhuǎn)移在密切相關(guān)的生物體中最常見,無論它們是否占據(jù)相同或不同的身體組織。“目前用于確定水平基因轉(zhuǎn)移的大多數(shù)方法比較DNA特征或基因組之間的統(tǒng)計(jì)相似性以鑒定外源基因。這對于相對較新的基因轉(zhuǎn)移非常有效,但往往無法確定數(shù)百萬或數(shù)十億年前發(fā)生的轉(zhuǎn)移事件,“COMSATS大學(xué)伊斯蘭堡的高級作者Arshan Nasir說。
納西爾說:“其中一些可能是在微生物定植于人體之前發(fā)生的非常古老的基因轉(zhuǎn)移事件。”“也可能是某些細(xì)菌在個(gè)體生命周期的不同時(shí)間點(diǎn)定居在不同的人體部位。其他可能是細(xì)菌DNA從一個(gè)位點(diǎn)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)位置的結(jié)果,可能是通過血液。我們需要進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)證據(jù)來測試這種誘人的可能性。“
其他科學(xué)家可以使用研究人員開發(fā)的工具-HGTree-為了更準(zhǔn)確地預(yù)測哪些基因是垂直遺傳而不是水平遺傳。
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