最新一期Science刊登論文表示,，促使一個(gè)物種演變?yōu)閮蓚€(gè)物種的基因比基因組中的其他基因顯現(xiàn)出更強(qiáng)的適應(yīng)能力,，這引發(fā)了科學(xué)家對(duì)促進(jìn)此類基因快速進(jìn)化原因的思考,。
該論文表明此類基因與之前確認(rèn)的“物種形成基因”有關(guān)，兩種基因都可編碼關(guān)鍵蛋白質(zhì),，控制分子進(jìn)出細(xì)胞核,。研究人員認(rèn)為細(xì)胞內(nèi)的競(jìng)爭(zhēng)加速了基因的迅速進(jìn)化，從而造成了緊密相關(guān)的物種彼此基因上卻不相容,。
羅切斯特大學(xué)的生物學(xué)教授達(dá)文·普萊斯格瑞弗斯談到,，當(dāng)其將兩種早在300萬年前就分裂開來的果蠅類型進(jìn)行雜交時(shí)，一些雜交的后代發(fā)生了死亡,。這表示,，源自一個(gè)物種的基因不能與來自其他物種的基因相兼容。當(dāng)同種類的生物由于山脈或海洋等地理的限制分開時(shí),，他們就開始了獨(dú)自的進(jìn)化,。如普萊斯格瑞弗斯教授之前研究的馬達(dá)加斯加的果蠅品種，由于印度洋的限制,，其逐漸在非洲大陸演變?yōu)橐粋€(gè)類似的“姐妹物種”,，而隨著時(shí)間的推移，這兩個(gè)獨(dú)立進(jìn)化的物種的基因差異將越發(fā)明顯,。即當(dāng)同一基因在兩個(gè)相近的物種中快速進(jìn)化時(shí),，它們將變得十分不同，不能再相互兼容,，正如達(dá)爾文150年前所預(yù)言的那樣,，他們將在自然的選擇下不斷進(jìn)化。
普萊斯格瑞弗斯對(duì)名為Nup160和Nup96的特定基因的快速進(jìn)化原因有獨(dú)到的見解,。他認(rèn)為這些基因如同細(xì)胞核的門衛(wèi)一般,，對(duì)這個(gè)最易受到病毒侵襲甚至基因組內(nèi)部不良基因攻擊的目標(biāo)進(jìn)行保護(hù)。這些基因或受到了不斷的攻擊,，從而培養(yǎng)了自身超強(qiáng)的適應(yīng)能力,，而新物種的起源僅僅是進(jìn)化競(jìng)爭(zhēng)所產(chǎn)生的副產(chǎn)品。
研究小組現(xiàn)在正在研究其他可引發(fā)雜交死亡的基因,，并嘗試辨別出為何自然的選擇可致此類特殊的復(fù)合體快速地發(fā)生進(jìn)化,。普萊斯格瑞弗斯認(rèn)為病毒可對(duì)復(fù)合體的快速進(jìn)化起到推動(dòng)作用，因?yàn)椴《緯?huì)將自身的DNA注入宿主細(xì)胞之中,。在雙方的競(jìng)爭(zhēng)中,，病毒將不斷地尋求機(jī)會(huì)突破復(fù)合體的防護(hù)，而護(hù)衛(wèi)基因也將迅速調(diào)整以阻撓病毒的侵襲,，從而加速了自身的進(jìn)化,。（生物谷Bioon.com）
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Science 6 February 2009:DOI: 10.1126/science.1169123
Evolution of the Drosophila Nuclear Pore Complex Results in Multiple Hybrid Incompatibilities
Shanwu Tang1 and Daven C. Presgraves1,2
Speciation often involves the evolution of incompatible gene interactions that cause sterility or lethality in hybrids between populations. These so-called hybrid incompatibilities occur between two or more functionally divergent loci. We show that the nucleoporin 160kDa (Nup160) gene of the fruitfly Drosophila simulans is incompatible with one or more factors on the D. melanogaster X chromosome, causing hybrid lethality. Nup160 encodes a nuclear pore complex protein and shows evidence of adaptive evolution. Furthermore, the protein encoded by Nup160 directly interacts with that of another hybrid lethality gene, Nup96, indicating that at least two lethal hybrid incompatibility genes have evolved as byproducts of divergent coevolution among interacting components of the Drosophila nuclear pore complex.
1 Department of Biology, University of Rochester, Rochester, NY 14627, USA.
2 Radcliffe Institute for Advanced Study, Harvard University, Cambridge, MA 02138, USA.
