逆轉(zhuǎn)錄病毒解開人類進(jìn)化之謎

逆轉(zhuǎn)錄病毒解開人類進(jìn)化之謎  
    在過去的十年里，科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了古細(xì)菌系感染源的殘余，即所謂人內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒，其事實(shí)上是由人基因組的一部分組成。曾經(jīng)認(rèn)為這些只是沒有活性的“垃圾”DNA， 事實(shí)上許多這些元件在人的細(xì)胞中履行一定的功能。如今，由喬治亞大學(xué)的John McDonald和國立衛(wèi)生院國家生物技術(shù)信息中心的King Jordan 領(lǐng)導(dǎo)的一項新的研究首次表明，人類和黑猩猩在同一時期有過一次轉(zhuǎn)錄活性的大爆發(fā)，由此推測人和黑猩猩是在600萬年前從同一個祖先中分離出來的。這些新的研究結(jié)果有賴于逆轉(zhuǎn)錄元件，這是一種富含于人類基因組的特殊類型的轉(zhuǎn)錄元件。事實(shí)上，從更為初級靈長類到現(xiàn)代人，它們都有分布。這一研究的結(jié)果發(fā)表在《基因組通訊》雜志上。

    幾百萬年以來，在轉(zhuǎn)錄元件和它們的宿主基因組之間一直存在著分子武器的競賽。宿主基因組不斷地進(jìn)化出新的調(diào)節(jié)機(jī)制來沉默那些包括使轉(zhuǎn)錄元件進(jìn)行復(fù)制的突變效果。反之，這也對轉(zhuǎn)錄元件施加了選擇壓力，促使它們進(jìn)化出相應(yīng)的機(jī)制來逃避這種控制。結(jié)果形成一種內(nèi)部的驅(qū)動機(jī)制，來增加生物體的復(fù)雜性。就像兩個國家之間進(jìn)行軍備競賽產(chǎn)生的新技術(shù)可以脫離并用于非軍事目的一樣，這些由于轉(zhuǎn)錄元件和宿主基因組之間的“軍備競賽”所導(dǎo)致的新的調(diào)節(jié)機(jī)制可以用于加速生物水平的進(jìn)化。

    一個相對的突然遺傳變異導(dǎo)致進(jìn)化改變的理念由來已久�？茖W(xué)家們，例如后來的Stephen Jay Gould在二十多年以前提出了一種被稱為“點(diǎn)斷平衡機(jī)制”的學(xué)說。這一學(xué)說并沒有完全被科學(xué)家們接受，它假設(shè)進(jìn)化更依賴于基因組突然的、非預(yù)期的變化，而不是達(dá)爾文提出的需要極端長期的自然選擇所導(dǎo)致的逐漸進(jìn)化。

    當(dāng)達(dá)爾文的理論已經(jīng)提出一個多世紀(jì)以后，用現(xiàn)代的工具對DNA進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)人和黑猩猩的DNA有超過95％的一致性，為突變的起源提供了線索。然而，為突然的遺傳變異尋找真正的證據(jù)卻進(jìn)展緩慢。但是，通過使用系統(tǒng)發(fā)生統(tǒng)計，McDonald和King能夠區(qū)分最新的人內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒（HERVs）和更為古老的種系。在發(fā)現(xiàn)人專一性逆轉(zhuǎn)錄病毒的同時，另一些研究人員認(rèn)為人和黑猩猩的分歧是突然事件。同樣令人感興趣的是，人們發(fā)現(xiàn)最古老的HERV亞家族元件與最新出現(xiàn)的元件緊密相關(guān)，并且最新的元件是由最古老的元件派生出來的。作者指出：“這表明古老的HERVs家族具有能夠在長期的進(jìn)化時段中保持生物活力的潛力�！�

    關(guān)于這些逆轉(zhuǎn)錄元件如何在人的基因組中游弋，并有可能導(dǎo)致形態(tài)學(xué)水平的有機(jī)體改變還只有假說。但是，越來越多的證據(jù)表明它們曾經(jīng)是，并且現(xiàn)在仍然是驅(qū)使細(xì)胞和生物水平進(jìn)化的動力。雖然這只是初步的證據(jù)，但已經(jīng)表明有可能正是它們使人類成為今天的樣子。

    新生命網(wǎng)站 2002-8-8

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