果蝇:人类的远房“小表弟”

　　当我们辛勤忙碌了一整天回到家中，在厨房准备开火，却看见几只个头矮小的果蝇们也在忙碌着觅食，它们已经在我们的厨房组建家庭，结婚生子。尽管你看到厨房里美味的香蕉上沾满了果蝇们的足迹，会心生厌烦，非常想杀之而后快，可你不知道的是这小小的果蝇也为人类做出了不少贡献，最近一项研究还发现，果蝇可能与人类存在亲缘关系，你看，原来你的小表弟就在你的厨房里。

　　Hox基因相似的排列方式

　　Hox基因是生物体中一类专门调控生物形体的基因，一但这些基因发生突变，就会使身体的一部分变形。Hox基因属于同源异型盒家族的其中一员，在大多数Hox基因中，会含有一段约180个核苷酸的同源异型盒，可以转录出含有约60个氨基酸序列，称为同源蛋白质区段。

　　Hox 基因是脊椎动物的重要基因之一，在无脊椎动物中也存在，然而排列方式有所不同。Hox基因在脊椎动物基因组中是整齐列队的，然而新的研究发现一些突变的果蝇体内的Hox基因也是整齐排列在同一条染色体上的，这种排列方式与人类极为相似，也证明了果蝇和人类确实存在亲缘关系。

　　相似的嗅觉

　　要询问一个人他闻到了什么味道是一件很容易的事情——例如味道有多强烈或者它像什么的味道?但是，对于昆虫来说就很困难了。果蝇和人类一样，嗅觉系统都由神经细胞构成，每种细胞表达一种气味受体。每个受体识别一小类气味。每个动物都有不同数量的这种气味受体：小鼠大约有1200种，人类有400种，而果蝇则有61种。

　　通过设计实验观察一只果蝇暴露于不同气味中时是如何做出反应的。结果，他们发现，果蝇和人类判断气味强度的方式是一致的，但是判断品质方面却有所不同。

　　“小表弟”也爱吃甜食

　　美国Monell中心研究员发现，相对其他物种来讲，人类和果蝇喜欢共同的甜味，就连可能和我们拥有共同祖先的猴子对甜味也和人类有不同的要求。对于甜味的分子变化范围人类跟其他物种不太一样。比如，天科酰苯丙氨酸甲酯(一种比糖甜180倍的致甜剂)，这是人类食用的甜味佐料。可是对于老鼠来说并不觉得甜。

　　由于在进化过程中人类和果蝇拥有共同的环境生存条件，所以他们有着相似的味觉反应，但并不是因为他们的感受器基因相似。将人类和果蝇与甜味味觉相关的分子结构作比较，发现果蝇和人类对相同范畴的甜味分子反应积极，对于甜味理解的相似性特别令人惊讶。

　　人类和果蝇同样都是非洲物种，同为杂食动物，并且历史上都是最早的水果食用者。

　　“小表弟”也会喝醉

　　当暴露于大量酒精下时，果蝇也会像人类一样“喝醉”。 在果蝇中，暴露于酒精条件下时很多基因的表达被改变，一些基因的变化会对果蝇对酒精的敏感程度产生影响。同样这些变化在人类身上也发现过。因此人类和果蝇对酒精的反应在基因学水平上非常相似。

　　研究人员通过分析暴露于酒精后的果蝇的基因活性变化，发现暴露于乙醇中能改变果蝇某些基因的表达，他们发现了582个这样的基因，其中一些表达得到了促进，另一些则被抑制，对酒精耐受性强的果蝇促进和抑制的基因又不一样，这些基因包括脂肪酸代谢合成的基因。酒精对脂肪酸合成的影响在酗酒者体内也被发现过，在果蝇体内还发现了酒精诱导的与中间代谢和脂肪酸合成有关的酶。

　　相似的大脑感知机制

　　东京大学的研究人员通过实验证明果蝇触角根部的感觉神经能和人类的耳朵一样感知声音和重力，其与声音和重力相关的脑神经回路与人类极为相似。研究人员用绿色荧光蛋白从果蝇触角的运动着手，确定了果蝇感知声音和重力的区域。研究人员还证实，果蝇大脑在比较左右两侧传来声音的机制方面，以及感受重力后将这一信息传递到大脑其他区域的机制都与人脑非常相似。

　　研究人员解释说，在生物的进化过程中，人类与果蝇在距今约6亿年前分道扬镳。人和果蝇之所以有相似的脑神经回路，或许是因为两者在进化时都在寻求对处理声音和重力信息来说最合适的构造。

　　相似的肠道干细胞

　　美国科学家在果蝇肠道内发现 干细胞能 不断分化成组织细胞，与人类肠道内的干细胞非常相似

　　研究人员研究了果蝇小肠内的两种组织细胞，即肠细胞和肠内分泌细胞。前者在肠道内负责将食物小块破碎成分子以利吸收，而后者分泌一系列控制肠道活动的激素。 在实验中，研究人员将果蝇小肠内的这两种细胞都作了标记，以观察它们的代谢状况。结果发现，果蝇的这两种细胞都由干细胞持续分化补充，而这种干细胞还具有分化 能性，能变成多种组织细胞，这与人类等高等动物的情况一致。果蝇通过一套信号通路来控制干细胞分化成什么类型的肠道组织细胞，这也与人类相似。

　　果蝇肠道内存在干细胞这一事实，表明其消化系统与人类等高等动物的相似之处比原先认为的多。

　　类似人类的衰老基因

　　英国科学家在果蝇身上发现一种基因，其角色类似于人类衰老基因。人类有一种沃纳综合征，患者在青春期前便过早衰老，其根源在于一种叫做WRN的基因的变异。之前科学家只能研究该基因在单个细胞中的工作方式，却无法探索其在发育中和整体上的效应。

　　此次科学家发现果蝇身上有类同于WRN的基因。若此基因被损害，果蝇会表现得类似于患沃纳综合征的人类。具体来说，其DNA会变得不稳定，染色体也经常被改变——不同染色体之间的基因在重组时会交换。沃纳症患者的这种基因组不稳定会导致癌症。患者会对一种治疗癌症的药物极端敏感，而很低剂量的这种药物也会杀死有类似基因缺陷的果蝇。

　　“杀人狂酶”

　　俄勒冈州大学的研究人员发现一种在癌症病人中升高的酶与果蝇身上的肿瘤也相关联。

　　在果蝇中发现了“aurora-A”基因(人类和果蝇在进化过程中的保留基因)上的一个变异，这个变异导致了两个明显的问题：在神经元分化过程的不变的蛋白和神经母细胞没有正确的分到细胞的一极去，提供极性的纺锤体也排列错乱。随之而来的分裂产生了混杂蛋白的新细胞，这些新细胞包括了一个可导致脑癌的过度增殖神经母细胞，这个新产生的神经母细胞致癌率是正常神经母细胞的10倍。科学家推断“aurora-A”激酶是调节神经母细胞中蛋白位置所必需的一个激酶，当这个激酶缺失，太少的神经元促进蛋白被分散到新形成的神经元中，这样一来这些神经元就永远都有着干细胞的性质，因此导致了果蝇脑中干细胞肿瘤的产生。