揭开鞭毛的身世之谜：同一基因的连续复制

进化生物学的一大挑战是破译复杂结构的起源。现在，研究人员发现了细菌鞭毛的进化过程。新研究结果显示鞭毛是今天细菌的祖先的一个基因通过连续复制得到。详细研究内容刊登于《PNAS》。

　　

生物通报道：进化生物学的一大挑战是破译复杂结构的起源。最近，研究人员发现细菌的鞭毛是由现代细菌祖先的一个基因通过连续复制得到的，揭开了这一复杂结构的起源过程。详细研究内容刊登于《PNAS》。

鞭毛是细菌用来游泳和入侵宿主的微小的鞭子状结构。鞭毛的构建和运转至少需要50个基因。关于鞭毛起源的推测有好多个版本，但没有一个能够从遗传水平上解释。亚利桑那大学进化生物学家Howard Ochman和博士后Renyi Liu通过对比41种有鞭毛细菌的全基因组，鉴别出24个在所有细菌中都存在的鞭毛相关基因。

                           

                              鞭毛是连续基因复制的产物

每种细菌中，24个基因彼此非常相似，但与基因组中的其它基因不同，而且这些基因在所有鞭毛菌都存在，说明这些基因是由现代细菌的共同祖先的同一个基因通过复制形成的。这些基因中的微小变化产生了新的功能，新基因各司其职，比如编码组成鞭毛发动机、细丝（filament）等结构的蛋白。另外，研究人员发现这些基因出现的顺序与鞭毛组装的步骤相一致。

印第安纳大学进化生物学家Michael Lynch说，这项研究强调了几个重要的进化原则，“复杂来自于简单，这就是一个很好的证明。”布朗大学细胞生物学家Ken Miller认为这项研究向“鞭毛不能进化自单一基因的说法”提出了一个直接反例（ScienceNOW, 18 October 2005）。（生物通记者 小粥）