美找到追踪基因源头新方法有望让所有基因“认祖归宗”

美国科学家近日在《自然》网站上发表文章称：由美国麻省理工学院和哈佛大学Broad研究院科学家组成的研究团队找到一种新方法，能让来自不同基因组的所有基因追根寻源，找到“祖先”。该方法首先用在真菌的17个物种上。该方法也可以解释为什么新基因突然冒出，它们怎样存活等。
 
研究团队的伊兰·万普斯科和同事发明了名为“协同作用（SYNERGY）”的新方法，以找到基因的祖先。通过使用基因的不同物种，他们跟踪基因的“家谱”，知道基因中哪个物种先“问世”，哪个物种被复制，哪个物种消失等。SYNERGY使用来自种系发生树的海量数据做“后台”。种系发生树描述了物种之间的亲缘关系、DNA序列、基因在基因组的相应位置。
 
研究团队收集了真菌类17种子囊菌的10万多个基因的资料，详细了解了子囊菌基因组的基因复制过程，包括常用的模型生物酿酒酵母和裂殖酵母的基因组。
 
几十年来，人们一直承认新的基因首先作为当前存在基因的副本形式出现。人们也认为复制允许副本基因的一个基因自然存在，而使其他基因能变成具有其他生物功能的新基因。尽管这个基因复制过程的重要性深受肯定，也不过是进化变革中的沧海一粟。实际的复制机制一直“养在深闺人未识”，部分因为科学家缺乏工具来系统地研究它，而SYNERGY可以成为科学家手中的一个工具。
 
万普斯科说：“SYNERGY不是一次处理所有物种，我们强调首先研究最近进化的物种，该物种处于种系发生树的外部枝节上，然后不断跟进，朝着组成根部的更古老的物种迈进。”麻省工学院生物学助理教授、总医院核心成员、高级作者阿沃维·雷格沃说：“在基因层面上追溯基因历史打开了通向许多未解之谜的大门，尽管这项研究中提出的原则适用于真菌类，它们可能同时与其他物种有关。”
 
使用这个研究的结果，雷格沃和同事能制定一组统领真菌基因复制的核心原则。这个发现也可以描绘在百万年的进化历史中，新基因如何逐步“花枝招展”发展起来的蓝图。