这个基因改写了孟德尔分离定律及达尔文自然法则_医疗健康

2016

02/29

09:27

生物探索医疗健康

我们很难抵制人格化的自私基因，尤其是当它们表现出藐视自然选择的时候，自私基因将我们变成劣势者，它就是R2d2基因。根据北卡罗来纳大学遗传学教授 Fernando Pardo-Manuel de Villena博士引领的研究，小鼠R2d2基因的等位基因可在实验室和野生的小鼠群体中快速传播，在R2d2等位基因导致雌性小鼠生育更少的后代的情况下这种现象也会发生。该研究结果于2月15日发表于《Molecular Biology and Evolution》杂志上，是科学们首次使用实验室小鼠和自然小鼠来揭示“自私”基因可在机体中固定，同时不利于生殖健康。

违背了达尔文的自然选择定律

这些发现违背了生物学中的一个重要的原则：达尔文自然选择理论，有利于生物体生存和繁殖的等位基因的稳定性随着时间的推移而增加，同时对健康不利的等位基因的频率会随时间的推移而降低，并最终消失。当有益健康的等位基因频率增加，并最终在所有等位基因中脱颖而出，该过程被称为“选择性清除（selective sweep）”。人类进化中成年人消化牛奶的乳糖酶等位基因就是着名的例子，在过去的4000年里，这种等位基因在田园农业实践者中的频率已经相当高，但在其他地区的人群中仍比较罕见。

典型的“选择性清除”成为一种模式工具，人们用之来判断哪些遗传变化对进化有益。但Pardo-Manuel de Villena 博士说，R2d2的结果表示今后利用“选择性清除”模式来假设效益性状时需谨慎。

“捣乱”雌性减数分裂过程，改写孟德尔分离定律

R2d2基因如何违背自然选择？答案是“捣乱”雌性减数分裂过程。大多数动植物，包括人类和老鼠，携带两个等位基因，一个来自父亲一个来自母亲。当有机体繁殖时，只有一个等位基因传递到后代身上。孟德尔1865年提出的“分离定律”表明来自两个亲本中的等位基因分离的概率是相同的。

Pardo-Manuel de Villena研究团队2015年曾在《PLoS Genetics》杂志上表示R2d2等位基因“扭曲”了减数分裂过程，使用自己独特的方式传递给后代，称为“减数分裂驱动”，在当前的研究中，Pardo-Manuel de Villena及其同事生成的种群遗传数据与自然种群中高频的R2d2等位基因（R2d2HC）驱动的“ selfish sweep”相一致。

研究人员说道，“我们发现R2d2HC的频率在迅速增加，并在大多情况下在孕育更少后代的机体中变得固定，在杂合子雌性中，R2d2HC与产仔数显着降低有关，这使它成为真正的自私基因。”

因此，尽管增加了携带者的成本，自私基因保持着其传播优势。本文共同作者Andrew Morgan 表示，“R2d2偏离分离的雌性小鼠同样只能产更少的后代，这就是R2d2自私的原因：如果减数分裂驱动足够强大，那么它将增加不利于生殖健康的等位基因的频率。”

该研究影响着基础生物学、农业及人类健康。Pardo-Manuel de Villena博士说，生物学的基本规则总是重要的，此外R2d2具有独特的特性，是研究染色体如何传递给后代的前途系统。

来源：生物探索

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