美找到追蹤基因源頭新方法有望讓所有基因“認祖歸宗”

美國科學家近日在《自然》網站上發表文章稱：由美國麻省理工學院和哈佛大學Broad研究院科學家組成的研究團隊找到一種新方法，能讓來自不同基因組的所有基因追根尋源，找到“祖先”。該方法首先用在真菌的17個物種上。該方法也可以解釋為什么新基因突然冒出，它們怎樣存活等。
 
研究團隊的伊蘭·萬普斯科和同事發明了名為“協同作用（SYNERGY）”的新方法，以找到基因的祖先。通過使用基因的不同物種，他們跟蹤基因的“家譜”，知道基因中哪個物種先“問世”，哪個物種被復制，哪個物種消失等。SYNERGY使用來自種系發生樹的海量數據做“后臺”。種系發生樹描述了物種之間的親緣關系、DNA序列、基因在基因組的相應位置。
 
研究團隊收集了真菌類17種子囊菌的10萬多個基因的資料，詳細了解了子囊菌基因組的基因復制過程，包括常用的模型生物釀酒酵母和裂殖酵母的基因組。
 
幾十年來，人們一直承認新的基因首先作為當前存在基因的副本形式出現。人們也認為復制允許副本基因的一個基因自然存在，而使其他基因能變成具有其他生物功能的新基因。盡管這個基因復制過程的重要性深受肯定，也不過是進化變革中的滄海一粟。實際的復制機制一直“養在深閨人未識”，部分因為科學家缺乏工具來系統地研究它，而SYNERGY可以成為科學家手中的一個工具。
 
萬普斯科說：“SYNERGY不是一次處理所有物種，我們強調首先研究最近進化的物種，該物種處于種系發生樹的外部枝節上，然后不斷跟進，朝著組成根部的更古老的物種邁進。”麻省工學院生物學助理教授、總醫院核心成員、高級作者阿沃維·雷格沃說：“在基因層面上追溯基因歷史打開了通向許多未解之謎的大門，盡管這項研究中提出的原則適用于真菌類，它們可能同時與其他物種有關。”
 
使用這個研究的結果，雷格沃和同事能制定一組統領真菌基因復制的核心原則。這個發現也可以描繪在百萬年的進化歷史中，新基因如何逐步“花枝招展”發展起來的藍圖。