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一种动物的基因组里竟然存在其他物种的基因？这一舒坦当今被发现无数存在于天然界，即等于东说念主类也佩带145个外来基因。频年来生物学家还发现青蛙体内存在蛇的基因，不同物种“分享”吞并个基因享受它带来的功能。这可能是先人留住的赠给。最近一个团队发现了一个“刚刚发生”的基因革新事件，为什么两个不同物种可以分享基因，这个基因是怎样“升迁”的呢？新的照看可能会给咱们谜底。

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撰文 | 顾舒晨（浙江大学人命科学照看院）莫得一个物种是一座孤岛。当东说念主类的先人在旷古大陆上闯荡之时，他们与许多物种擦肩而过，而它们也在东说念主类的基因上留住了印章，并最终成为了东说念主类基因中的幽魂，静静神色着那段历史。在多年以后，科学家遽然发现，东说念主类已佩带了145个外来基因。这些基因约8%来自于病毒，约2%来自于古东说念主类（如尼安德特东说念主或者丹尼索瓦东说念主），还有一些来自于细菌、真菌或者动植物等[1]。

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2004欧洲杯希腊VS西班牙精彩片段金沙博彩什么是基因水平革新 (HGT )？比较与东说念主类，微生物界的“有来有往”显得更为频繁。在地球还未被东说念主类等高级生物占领时，微生物才是地球的垄断。其时的生计环境大多比较恶劣，许多微生物生活在火山口、热泉等场地，是以生计下来才是头等大事。于是不同微生物之间也和会过交换更“有效”的基因而让我方更好地稳当不同的环境，从而生计下来。天然这些微生物之间是八竿子打不着的亲戚，但它们的部分基因果真跨越了物种的障蔽，从一种微生物得胜地革新到了另一种微生物的基因组中。这就是“基因水平革新” （Horizontal Gene Transfer, HGT）舒坦，是与遗传学中倍受随和的“基因垂直传递”（遗传物资由父母带给子代）相对立的一个主意[2]。也就是说，即使在有生殖防止的物种间，它们也有契机获取这种来自于近邻邻居家的“基因小礼物”。跟着对基因照看的深刻，科学家依然发现了许多基因水平革新的例子，不管在动物照旧在植物中王人有发生。举例生活在极地的两种不同的鱼类鲱鱼和胡瓜鱼，它们“分享”编码饱和沟通的防冻卵白——戒备它们的血液和组织在极地的水域中冻结[3]。另外，在马达加斯加的热带雨林中，生物学家还叹气地发现，当地青蛙的基因组中，有一种叫作“BovB”的基因似乎源自于蛇（参见《马达加斯加的“转基因工场”：青蛙为什么有了蛇的基因？》）[4]。跟着基因水平革新的例子越来越多，科学家愈加对这一舒坦背后的机制感到困惑：这些基因是如安在不同的物种之间“升迁”的？

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体育菠菜大平台小线虫中的大发现最近，来自奥地利科学院分子生物时间照看所Alejandro Burga实践室的照看东说念主员马上收拢了一个HGT事件，他们在线虫中不雅察到了一个刚刚发生“升迁”的基因，并找到了匡助基因升迁的载体“Maverick”。Mavericks在种种动物中王人有被检测到，包括无脊椎动物和脊椎动物，它们具有许多病毒基因才有的特征。探讨到这些性质，生物学家怀疑 Mavericks 以及类似的遗传因子，可能在人命演化中促成了基因水平革新。这一照看后果发表在2023年6月30日的Science期刊上，论文标题为“Virus-like transposons cross the species barrier and drive the evolution of genetic incompatibilities” [5]。科学家发现这一舒坦”熟悉随机”。2021年，该团队的照看生Israel Campo Bes在照看线虫C.briggsae时，随机发现这种线虫与另一种线虫C.plicata有一个险些饱和沟通的基因，它们的通常度惊东说念主，核苷酸通常度接近97%。看起来就像是一只线虫复制了它的基因，并以某种神色将它们粘贴到另一只线虫的基因组中。这一发现之是以惊东说念主是因为C.briggsae和C.plicata是两种存在生殖防止的物种。它们的基因组之间的精深各异颠倒于东说念主类和鱼类的基因组之间的诀别。相关词它们竟然有着一个险些沟通的基因，这明晰地泄清晰这是近期发生的HGT事件。这一发现也畏惧了实践室的分子遗传学家Alejandro Burga，为了找出这一“分享”基因的发祥，Burga和他的团队决定查验这些“分享”基因周围的DNA。最终他们在这个基因的周围发现了类似的序列，这是转座子的特征。转座子是一种能在基因组内移动的遗传因子，简略通过复制我方，将我方的拷贝插入到基因的不同位置。另外，他们还发现了一些病毒基因的残留物：一个简略抒发出病毒外壳卵白质的基因、一个简略促进病毒复制的基因以及一个用于将病毒DNA整合入宿主基因组中的“胶水”基因。这些发现标明被革新的基因镶嵌在一组类似病毒的基因和一个转座子中，而这些基因被以为是Mavericks的一部分。不仅如斯，在另一种线虫中的Mavericks还领有一个稀奇的基因，它可抒发出一种叫作认知素（fusogen）的卵白质，它简略将病毒与细胞的膜结构认知，并将病毒基因组革新到细胞中。莫得认知素，病毒（极端是包膜病毒）就莫得主见革新它的基因。这种卵白质的存在，强有劲地标明 Mavericks 简略生成类似病毒的颗粒，并侵入到不同类型的细胞中。随后，Burga的团队马上检索了线虫的基因数据库，很快他们就发现，这不是孤单的基因水平革新，他们找到了好多其他基因镶嵌在 Mavericks中的例子。在跨越 10 多个属的 100 多种线虫基因组中，有两个基因普通被 Mavericks动作“货品”收走，并在不同物种之间等闲传递。从北好意思到印度，再到南非一公里深的金矿中，圆善和不圆善的遗传因子浸透到了大家不同地区的线虫种群中。尽管这些辗转把柄强有劲地标明Mavericks促成了线虫物种之间的基因水平革新，但生物学家还莫得亲眼目睹它们的举止。因此下一步照看的要点，就是要找到一种表率，让咱们能在显微镜下不雅察到 Mavericks产生类似病毒颗粒的进程，不雅测到基因“升迁”的每一帧画面。

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类似病毒的转座子Maverick简略作为水平基因革新（HGT）载体。图源：IMBA-IMP Graphics

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从“升迁”获取的启发这种基因“升迁”机制的发现重塑了咱们对生物演化的意识。Mavericks是一类迂腐且碎屑化的升迁基因，在原生生物、真菌和动物（包括东说念主类）的基因组中无数存在。领先东说念主们以为这些精深的移动元素是无效的、依然落伍的基因突变的职业。但其后的照看标明Mavericks可以被从头激活，况且它们可以在某些原生物种之间介导水平基因革新[6]。相关词到刻下适度，在多细胞动物中还莫得圆善的Mavericks被瞩目照看过。这一次，线虫为咱们提供了一个贫瘠的契机，况且线虫不仅仅生物实践的样式动物，许多线虫是简略感染农作物和畜生的寄生虫。若是咱们能更明晰地掌执Mavericks的职责旨趣，也许咱们就能哄骗它将特定致病基因引入寄生虫中，以此达到防控寄生虫的筹谋。此外，这一发现也标明Mavericks可以佩带某些抗病毒和抗菌的基因，这也教导它可能用于建造新的药物或疫苗，或将其打变成一种基因革新的器具，用于基因诊疗和基因裁剪等应用。通过Mavericks或者其他遗传因子进行基因水平革新的舒坦在天然界还有好多。这些基因的水平革新会影响到物种遗传的种种性和稳当性，从而导致新物种的形成或物种的陨命。为了保护物种种种性，信得过走漏生物演化法例，咱们也需要更多地了解这些简略匡助基因在物种间升迁的载体。

参考文件

皇冠体育皇冠，您随时进行提现，快速、便捷、安全。[1]Crisp A, Boschetti C, Perry M, Tunnacliffe A, Micklem G. Expression of multiple horizontally acquired genes is a hallmark of both vertebrate and invertebrate genomes. Genome Biol. 2015 Mar 13;16(1):50.[2]Nakamura Y, Itoh T, Matsuda H, Gojobori T. Biased biological functions of horizontally transferred genes in prokaryotic genomes. Nat Genet. 2004 Jul;36(7):760-6.[3]Graham LA, Davies PL. Horizontal Gene Transfer in Vertebrates: A Fishy Tale. Trends Genet. 2021 Jun;37(6):501-503.[4]Kambayashi C, Kakehashi R, Sato Y, Mizuno H, Tanabe H, Rakotoarison A, Künzel S, Furuno N, Ohshima K, Kumazawa Y, Nagy ZT, Mori A, Allison A, Donnellan SC, Ota H, Hoso M, Yanagida T, Sato H, Vences M, Kurabayashi A. Geography-Dependent Horizontal Gene Transfer from Vertebrate Predators to Their Prey. Mol Biol Evol. 2022 Apr 10;39(4):msac052.[5]Widen SA, Bes IC, Koreshova A, Pliota P, Krogull D, Burga A. Virus-like transposons cross the species barrier and drive the evolution of genetic incompatibilities. Science. 2023 Jun 30;380(6652):eade0705.[6]Barreat JGN, Katzourakis A. Phylogenomics of the Maverick Virus-Like Mobile Genetic Elements of Vertebrates. Mol Biol Evol. 2021 May 4;38(5):1731-1743.

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