生物学家新研究：基因变异遵循某种规律而非随机

wjunxi

　　


　　达尔文的进化论提到基因突变是随机产生的，然而一份新研究发现情况并非如此，二代基因测序生物体的基因突变遵循某种规律。


　　1月12日发表于《自然》（Nature）期刊的这份研究根本地改变了人们对物种进化的认知，对科学家培育优良作物和治疗癌症这样的疾病都有重要作用。


　　科学家知道DNA受损后修复不当会产生变异。研究人员想进一步了解这些新的突变是随机发生的，还是存在某些规律。结果出乎研究人员的预料。


　　这份研究报告的主要作者格雷·孟诺（Grey Monroe）说：“我们一直以为基因组内哪些基因出现突变是随机发生的，但是观察发现变异不仅不是随机的，而且以保护植物的生长为目标。这项发现完全改变了我们对基因突变的认知。”


　　研究人员花了三年时间对拟南芥（Arabidopsis thaliana）进行研究。拟南芥是一种会开花的杂草。研究人员选用它是因为它的基因组含有大约1.2亿个碱基对，相对较少，比如人类的基因组有大约30亿个碱基对。孟诺说：“它可以作为遗传学研究的范本。”


　　研究组在马普研究所（Max Planck Institute）的实验室内培育一些有缺陷的拟南芥。这些植物在自然环境中无法生存，研究人员精心保护它们使其存活，从而看它们基因变异的情况。


　　研究人员对几百棵拟南芥测序后发现了一百多万个变异，并发现了其中的规律。


　　主要研究者之一马普所的德特勒夫·魏格尔（Detlef Weigel）说：“我们发现出现变异的基因并不像进化论提到的那样，是随机出现的。”他们发现有一些基因片段出现变异的概率很低，而这些基因都与细胞的生长和基因表达相关。


　　魏格尔说，“这些基因片段对生物机能非常关键，看起来比较不容易出现变异。”不仅如此，他们发现即使这些基因片段出了问题，其自我修复的效率也更高。


　　进一步分析发现，哪些基因容易出现变异，与包裹在它们外面蛋白的类型有关系。魏格尔说：“这给了我们一个很好的指标，可以预测哪些基因容易出现变异，这很有用。”


　　魏格尔说：“植物有办法保护自己最重要的基因。这项发现令人激动，因为我们可以利用这项发现，考虑怎样保护人类的基因不要发生突变。”


　　研究人员表示，了解基因组中哪些基因易于突变，有助于农业专家培育更优良品种的庄稼，也可以更好地对基因变异做出预测，或开发由基因突变所引发的、像癌症这类疾病的治疗方法。