生物谷報道：生命最本質(zhì)的特征是每一個生物體都擁有一份控制其結(jié)構(gòu)和功能的“設(shè)計圖”，在孟德爾和摩爾根時代,，這份“設(shè)計圖”被稱為“遺傳因子”或者“基因”，而在后基因組時代則被稱為“基因組”,。對于這一份“設(shè)計圖”的研究已經(jīng)延續(xù)了許多年,，也延伸出了許多新的學(xué)科和研究熱點。
在6月最后一期的Science和Nature雜志上,，兩個研究小組分別針對基因研究熱點兩個方面發(fā)表了最新的研究成果,，為探詢基因的奧秘又鋪上一塊基石。
基因組是生命最基本的信息載體,，在由成千上萬的堿基構(gòu)成的核酸鏈上,，記載了生命活動需要的所有遺傳信息。雖然人工合成基因組是合成生命的一個重要目標(biāo),，而且當(dāng)今先進的核苷酸自動合成儀已經(jīng)能夠合成長達上千個堿基的大片段,，但是，要合成一個沒有任何錯誤的基因組,，哪怕是像病毒那樣僅有數(shù)千個堿基的小小的基因組,，對研究者也是一個巨大的挑戰(zhàn)。
在之前的研究中,，紐約州立大學(xué)石溪分校魏瑪(E.Wimmer)小組用了3年的時間合成出了脊髓灰質(zhì)炎病毒（poliovirus）的全基因組序列,，共7500個堿基。經(jīng)過實驗證明,，這些人工合成的病毒基因組不僅可以指導(dǎo)合成出與天然病毒蛋白質(zhì)同樣的蛋白質(zhì),，而且它們同樣具有侵染宿主細胞的活力，這發(fā)表在了Science雜志上,。
但是生命作為一個復(fù)雜系統(tǒng),，其行為受控于由許許多多不同的基因或者蛋白者相互作用形成的網(wǎng)絡(luò),，要完成合成生命的夢想依然離我們遙遠。
在本期的Science雜志上,，來自J. Craig Venter研究所（ J. Craig Venter Institute,，JCVI）的研究人員用一個有密切關(guān)系的物種（Mycoplasma mycoides）的基因組替換了一個細菌細胞中的整個基因組，從零開始構(gòu)建簡單的基因組,。
創(chuàng)造一個合成基因組能讓研究人員制造可能有各種用途的微生物,，比如能制造生物燃料的、用來清理有毒廢物的,、貯藏碳的等等,。從合成的基因組制造活細胞需要有轉(zhuǎn)移和操縱這些基因組的能力。為了實現(xiàn)這一目標(biāo),，研究人員將絲狀支原體(Mycoplasma mycoides)的幾乎不帶蛋白質(zhì)的裸DNA移植到一個與其密切相關(guān)的細菌山羊支原體(Mycoplasma capricolum)的細胞中,，結(jié)果發(fā)現(xiàn)受體細胞看起來與供體細胞完全一樣。
基因研究的另一個側(cè)面就是不同個體相同基因的影響,，在本期的Nature雜志上,，來自英國愛丁堡大學(xué)進化生物學(xué)研究院，倫敦帝國學(xué)院,，牛津大學(xué)和劍橋大學(xué)的研究人員在對蘇格蘭西海岸朗姆島上的紅鹿（Cervus elaphus）種群所進行的研究發(fā)現(xiàn)野生的一種長壽命性別二態(tài)性物種中存在性別拮抗的適應(yīng)性變異,。
進化理論認為自然種群中遺傳變異的遺失是選擇的結(jié)果，但是對于許多定向選擇(directional selection)和穩(wěn)定性選擇(stabilizing selection),，遺傳變異特征豐富,。進化遺傳學(xué)家一般對于這一矛盾的解釋是變異和選擇之間的一種平衡機制,。但是變異-選擇平衡下的遺傳變異理論預(yù)測通常比觀察到的低,，而且這一原因至今并不清楚。
這篇文章中的發(fā)現(xiàn)證明了理論上已經(jīng)預(yù)料到的一個結(jié)果以及最近用果蠅所做的實驗結(jié)果：成就一個好雄性的基因未必能夠成就一個好雌性,，反之亦然,。這一效應(yīng)的結(jié)果是，攜帶使得雌性非常適合的基因的雄性在選擇中處于不利地位,，這會對自然種群中遺傳變異的選擇和維持產(chǎn)生深遠影響,。
原始出處：
Published Online June 28, 2007
Science DOI: 10.1126/science.1144622
Genome Transplantation in Bacteria: Changing One Species to Another
Nature 447, 1107-1110 (28 June 2007) |
doi:10.1038/nature05912; Received 11 December 2006;
Sexually antagonistic genetic variation for fitness in red deer
