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《科学》:科学家发现2种新的物种形成基因
来源: 查字典生物网| 2013-01-16 发表| 教学分类:生物资讯

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捷克和美国遗传学家在小鼠和果蝇身上各确定出一种基因,这两种基因可抑制不同物种后代的繁衍能力,推动了新物种的进化。相关两篇论文12月11日在线发表于《科学》(Science)杂志。

动物间如果能进行杂交,且后代仍具有生育能力,那么这群动物就可以定义为同一种物种。不同物种交配后所生的杂交动物,如雄驴和母马所生的骡子,一般不具备生育能力,事实上很多这种杂交动物是无法存活的。不过有时极相近的物种或亚种交配所生后代会具备有限的生育能力。

识别出抑制杂交后代生育能力的基因,可以揭示促进新物种形成的遗传学力量。不过,至今为止只有不到10种相关基因被确认。

捷克科学院遗传学家JiriForejt与同事一起,在小鼠身上识别出一个抑制杂交后代生育能力的基因,这是首次在哺乳动物身上发现这种基因。

通过对动物做大量的杂交繁育和遗传学改造,以及最近才发布的全基因图数据,Forejt发现,造成小鼠亚种杂交所生雄性后代不育的原因是一种名为Prdm9的基因。

图片说明:科学家发现了促进小鼠新种形成的基因。

Prdm9可编码一种能沉默多个基因的蛋白质,这一发现也证实了之前的一种猜测,即基因外改变(epigeneticchange)在物种形成中起重要作用。

在另一份研究中,美国西雅图FredHutchinson癌症研究中心遗传学家NitinPhadnis与美国罗切斯特大学的H.AllenOrr,发现了使两种果蝇亚种杂交后产生特定后代的基因。这种特定的杂交后代为雄性,一生中除了老年时期有部分生育能力,其他时期都不具生育能力,且老年时期也只能生育雌性后代。

研究人员认为,这种特殊杂交后代的存在表明分离变相因子(segregationdistorter,SD)可能与物种形成有关。分离变相因子是一种基因,它会使承载它的染色体更频繁地传给后代,在此次研究中它通过控制后代性别来实现。

Phadnis表示,分离变相因子可能会与抑制这种分离的基因展开"军备竞赛",因此可能会进化得很快。虽然有人提出这种基因和它的抑制蛋白,可能会在导致物种形成的种群中引起功能性分歧(functionaldivergence),但这一理论还缺乏证据。

Phadnis说:"这一研究显示,物种形成并不仅仅是由于外部环境,内部遗传环境也起了作用。"

英国谢菲尔德大学遗传学家RogerButlin表示:"之前只发现了很少的几个物种形成基因,多发现一个是很让人激动的,我认为大家会对偏分离及其与物种形成的关系非常感兴趣。"

这两项研究将为发现更多物种形成基因铺平道路。Forejt已经在努力识别更多与Prdm9一起造成杂交小鼠不育的物种形成基因,他说其他研究人员正紧随其后。

美国亚利桑那大学小鼠遗传学研究者MichaelNachman表示:"有了全基因序列和染色体数据,识别物种形成基因工作无疑要比原来容易很多。迄今为止发现的物种形成基因中,什么种类什么功能的都有,恐怕只有发现更多的基因后才能看出其中的趋势。

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