逃脱的基因

2017-05-04 03:08:32

作者:菲利普科恩(Philip Cohen)X染色体是一种遗传的古老的gulag,在整个进化过程中没有基因从中逃脱 - 或者说是大野定律但现在已经找到了第一个逃离这个基因监狱的逃脱者,这表明X染色体的进化史比任何人怀疑都更具活力 X是两种性别中唯一拥有的染色体,但在每种性别中都有不同的数字:雄性有一个X,而雌性有两个 1967年,Susumu Ohno提出,适应这种特殊安排的X上的基因不适合另一条染色体上的生命 Ohno的逻辑基础是对基因剂量的重要性或细胞中基因拷贝数的信念改变特定染色体拷贝数的问题在于可以精细调整栖息在其中的基因以仅在某一基因剂量下起作用例如,当存在两个拷贝时,可以完美地起作用的基因如果有三个,则可能使细胞中毒通过这种推理,男性或女性应该受到不同数量的X染色体的伤害,但它们显然不是这是因为进化已经形成了一种平衡性别的技巧:在女性身体的每个细胞中,一条X染色体上的所有基因都被灭活虽然这种失活解决了两性中基因剂量不相等的问题,但是大野认为解决方案是有代价的他认为一个活跃的X染色体必须加速其基因以进行补偿他总结说,如果这些过度活跃的X基因通过偶然突变移动到另一条带有两个活性拷贝的染色体上,那么X基因的双倍剂量会杀死该生物体因此,X染色体上的基因互补应该在整个进化过程中保持不变近三十年的研究似乎证明大野是正确的在人类X上发现的许多基因也存在于小鼠的进化上遥远的X染色体上但是现在有两个研究小组独立报告了该法律的第一个已知例外情况两组都在研究人类X染色体基因CLCN4,它编码一种允许氯离子进入细胞的蛋白质当科学家们寻找基因的小鼠版本时,他们惊讶地发现小鼠的CLCN4基因不在X上,而是在另一条染色体上 “X染色体被认为发展得如此缓慢,这非常令人惊讶,”Andrea Ballabio说,他在意大利米兰Telethon遗传医学研究所的实验室与美国的两个研究小组合作 Ballabio和他的同事知道CLCN4基因曾经存在于小鼠X染色体上,因为它留下了它的逃逸证据:该基因的一个微小的,无功能的位仍然存在于染色体上(Nature Genetics,vol 10,p 466)那么大野完全错了吗伦敦癌症研究所的Alan Ashworth和第二组的负责人表示,法律可能并不适用于X上的所有基因对于某些基因而言,“它们的剂量并不重要”实际上,研究人员发现小鼠可以通过零至三拷贝的CLCN4基因来生存(Nature Genetics,vol 10,p 472)两位研究人员预测,将会发现更多的大野法定例,揭示X染色体进化史的更多细节在那之前,遗传学家将不得不坐下来,