杨晓珮新理论挑战基因起源学说

　　

生物通报道：科研人员潜意识里一直认为新基因是由现有基因形成的，这个认识最近收到来自Cornell大学研究人员最新发现的挑战。Cornell研究人员在少数几类果蝇中发现一个特殊基因，该基因似乎与所有已知基因组中的其它基因都没有相关性。详细内容刊登于《PLoS Genetics》。

这种新基因名为hydra，只在少数几种果蝇中出现，提示其形成年代大约是1300万年前，即这些黑腹果蝇种亚群从共同祖先分离出来的时候。

早期证据表明，hydra是有功能的（不同于非功能性的“垃圾”DNA），而且很可能表达一种与精子细胞发育晚期（精子发生）有关的蛋白。与此发现不谋而合的是，其他研究小组的实验结果显示，任何物种都有的许多最近形成的功能基因也是在雄性的睾丸中表达的，似乎与精子发生有关。

“这似乎是一个de novo——‘莫明其妙地出现（out of nowhere）’——基因，”文章高级作者、Cornell大学分子生物学和遗传学部Hsiao-Pei Yang（杨晓珮）说，“人们过去认为新基因常常来自于其他基因的改变，但我们找不到这个基因的同源物质（homologues，有相似结构的基因）。在果蝇的基因组或者任何物种的基因组中找不到任何相关基因，这是其与众不同的地方。”

Yang的部分研究是在中国台湾国立阳明大学（National Yang-Ming University）完成的，另一部分研究是与Cornell大学分子生物和遗传学副教授Daniel Barbash合作完成的。

研究人员还不清楚的是hydra基因是怎样形成的，他们推测hydra可能来自于一段被病毒插入基因组的转位子DNA片段。这些转位子复制后将自身插入DNA序列中，邻近某个基因转位子在跳跃到新位点时，会携带邻近基因的部分序列到新位点。转位子一般是无功能的，或者是有害的，被自然选择所清除，但研究人员开始怀疑转位子是新的功能基因的来源。

hydra基因的名字来自于希腊神话中的人面兽许德拉。在神话中，许德拉是厄喀德那（echinda）和堤丰（typhon）所生的九头蛇（Hydra），身躯硕大无比，性情十分凶残，生有九个脑袋，其中八个头可以杀死，而第九个头，即中间直立的一个却是杀不死的，砍掉了，又会生出两个新的头。hydra基因的第一个外显子（exons，含有编码蛋白信息的基因片段）有九次重复。每个复制的外显子都可作为基因活化的起始位点。研究人员发现其中大多数外显子都有一段序列，适合于转位子在右方插入。

转位子产生的复制序列可能是新基因形成的部分机制，复制为基因进化提供了更多机会。（生物通 小粥）