基因组研究:单细胞动物与人类的共同祖先?

【字体: 时间:2008年02月19日 来源:生物通

编辑推荐:

  科学家最近完成了领鞭毛虫Monosiga brevicollis的基因组测序,并与多细胞动物进行对比,发现令人相当惊异的结果:它们也有连位置都与人类基因相似的内含子;也有曾被认为是多细胞动物特有的基因,包括免疫球蛋白、胶原蛋白、钙粘蛋白和酪氨酸激酶。Monosiga 复杂得令人非常吃惊的基因组,有可能帮助科学家了解从单细胞的生命形式进化到到包括人类在内的多细胞动物过程中,所发生的遗传改变。

  

生物通报道:科学家最近完成了一种单细胞生物的基因组测序,并与多细胞动物进行对比,发现令人相当惊异的结果:单细胞动物远非人们想象的那样简单,实际上它们和人类有着共同的祖先,至少两者有着许多共同的基因。2月1 4日的《Nature》杂志探讨了从单细胞的生命形式进化到到包括人类在内的多细胞动物过程中一些不为人知的秘密。

 

在世界各地咸水及淡水中,可以发现大量依靠食用细菌为生的领鞭毛虫。它们只有10微米的大小,与另一种单细胞真核生物酵母相当。酵母是遗传学研究人员所熟知的模式生物,领鞭毛虫默默无闻。领鞭毛虫Monosiga brevicollis是一种单细胞浮游海洋生物。人们只知道它们在简单的一生中,吞食了大量的细菌,最终多数成为磷虾的果腹之物。以前科学家对它们的关注,不过是因为它们在全球海洋碳循环中发挥重大作用。但是,在《Nature》和2月15日的《Science》增刊上这种领鞭毛虫基因组的第一个草图之后,领鞭毛虫注定要成为分子生物研究领域的新明星,因为它极有可能帮助回答人类永恒的问题:我们来自哪里?我们的祖先是谁?

 

这个2007年完成基因组草图显示,这种领鞭毛虫包含大约9,200个基因,与真菌和硅藻的基因组大小接近,但远小于后生动物的基因组,比如人类基因组就包含有25,000个基因。不过,领鞭毛虫不到一万的基因中,也有很多“不太合理的”基因,它们明明不需要这些基因及其蛋白质的功能,却依然有曾被认为是多细胞动物特有的基因,包括免疫球蛋白、胶原蛋白、钙粘蛋白和酪氨酸激酶。

 

上述结果是通过序列对比分析得到的。研究人员发现有趣的一点是,领鞭毛虫也有许多曾被称为“垃圾”DNA的内含子非编码区,跟人类的基因一样,甚至都出现在相同的位置。基因转录成RNA之后,必须剪去内含子才能作为模板翻译出蛋白质。内含子多与高等生物有关,必须要被剪去才能形成可以翻译出蛋白质的成熟mRNA。

 

包括领鞭毛虫在内的某些看起来相当简单的生物,研究人员发现,它们的基因组复杂得令人非常吃惊。比如说,许多与高等生物的中央神经系统有关的基因,在这些低等生物中同样存在。此外,领鞭毛虫有5个免疫球蛋白的结构域,而事实上它根本没有任何的免疫功能可言;还有尽管它没有细胞骨架或细胞基质,却也拥有胶原蛋白和钙粘蛋白结构域;它们也有酪氨酸激酶,这可是细胞间通信的关键蛋白,而它也没有细胞间的信号交谈,至少不会形成细胞群。总之,这种领鞭毛虫不具备任何的“多细胞性”,却也拥有上述在多细胞动物中起作用的基因。

 

这些研究结果帮助研究人员找出,人类和领鞭毛虫的最早共同祖先可能是什么样子的,同时给出寻找地球上第一个动物的线索。因为没有任何的化石保存下来,而Monosiga是所有动物最亲近的单细胞“亲戚”,因此是我们追溯动物和人类最早单细胞生物祖先的最佳窗口。(生物通,揭鹰)

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 搜索
  • 国际
  • 国内
  • 人物
  • 产业
  • 热点
  • 科普

热搜:基因组|进化|

  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 生物通商城 | 人才市场 | 核心刊物 | 特价专栏 | 仪器云展台 | 免费试用 | 今日视角 | 新技术专栏 | 技术讲座 | 技术期刊 | 会展中心 | 中国科学人 | 正牌代理商

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号