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酵母菌上發(fā)現(xiàn)人類致病基因

最近更新時間：2013-4-26

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酵母菌上發(fā)現(xiàn)人類致病基因
有大量與人類疾病密切相關(guān)的基因，卻出現(xiàn)在與人關(guān)系zui遠的物種體內(nèi)。

愛德華 馬科特（Edward  M.  Marcotte）正在尋找一種藥物，能夠阻止血管生長從而殺死腫瘤細胞。zui近他和他德克薩斯大學(xué)的同事們發(fā)現(xiàn)了一些很好的靶目標(biāo)――五種控制人類血管生長*的基因?，F(xiàn)在他們在尋找可以阻止這些基因表達的藥物。奇怪的是馬科特博士不是在人類基因組內(nèi)發(fā)現(xiàn)的這些新基因，也是不在實驗鼠身上，甚至不是在果蠅身上。這些新基因是在酵母菌體內(nèi)找到的。

“從表面看來，這簡直是太*了。”馬科特博士說。畢竟這些單細胞真菌不需要血管。它們甚至根本就沒有血液。原來，在酵母菌中，這五種基因聚合在一起，共同完成一個和產(chǎn)生血管互不相關(guān)的工作――修復(fù)細胞壁。

更加*的是，馬科特博士和他的同事們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了數(shù)百種其它基因，它們雖然是在和人類關(guān)系很遠的物種體內(nèi)找到的，卻和人類疾病密切相關(guān)。例如，他們在植物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了耳聾相關(guān)基因；在線蟲類動物身上發(fā)現(xiàn)了乳腺癌相關(guān)基因。他們研究成果zui近發(fā)表在《美國國家科學(xué)院學(xué)報》上。

這些科學(xué)家們利用了我們演化*的特性。在我們的變形蟲樣的祖先體內(nèi)基因的集群已經(jīng)聚合在一起完成修建細胞壁和其它生命活動所必需的基本任務(wù)。十億年后的今天，很多這些基因仍然在一起工作，只不過在不同的生物體內(nèi)完成著不同的任務(wù)。

此類的研究給達爾文的物種起源演化觀點提供了新的轉(zhuǎn)折。在19世紀中葉，解剖學(xué)家們著迷于不同物種性狀的潛在的相似性――比如蝙蝠的翅膀和人類的手具有相似的結(jié)構(gòu)。達爾文主張這種相似性是因為它們來自于同一家族譜系――我們稱之為同源性。蝙蝠和人類具有共同的祖先，所以他們共同繼承了具有五個手指的四肢。

差不多150年的研究已經(jīng)充分證明了達爾文的深刻見解。舉例來說，古生物學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)大量過渡性化石，解決了許多模糊不清的同源性問題。其中一個例證就是鯨魚和海豚的氣孔和人類的鼻孔之間?；C據(jù)顯示了鯨類祖先的鼻孔是怎樣從鼻子末端演變到頭部上方的。

上世紀50年代，對同源性的研究進入一個全新時代?？茖W(xué)家開始發(fā)現(xiàn)了蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的相似性。例如，不同的物種具有不同形式的血紅素。每種形式適用于一種特別的生命樣式，但是它們卻是從同一個祖先分子演變而來的。

當(dāng)科學(xué)家開始測序DNA序列時候，他們同樣發(fā)現(xiàn)了基因之間的同源性。代代相傳的過程中，基因有時獲得意外的副本。每個副本都會有特定的突變。但是他們的序列仍然保持足夠的相似性，顯示他們具有共同的來源。一個像手臂這樣的性狀是由許多基因編碼互相協(xié)作而成。許多基因產(chǎn)生的蛋白質(zhì)聯(lián)合起來共同起作用。還有另外一種情況，一種基因編碼蛋白質(zhì)的開關(guān)受到另一種基因控制。

研究結(jié)果顯示這些基因集群――有時被稱作基因模塊，一起保持合作經(jīng)歷了數(shù)百萬年的歷程。但是他們在不同物種中針對各自*的方式進行了重新組裝，對新的信號作出反應(yīng)，幫助建立新的性狀。

威斯康星大學(xué)的肖恩 卡羅爾（Sean  B.Carroll）和芝加哥大學(xué)的尼爾 舒賓（Neil Shubin）還有哈佛醫(yī)學(xué)院的哈里夫 塔賓（Cliff  Tabin）在1997年聯(lián)合發(fā)表了一篇很有影響力的論文，其中他們?yōu)檫@些“借用”的基因模塊創(chuàng)造了一個新學(xué)術(shù)名詞――“深同源性”。

從那時起，科學(xué)家對許多深同源性的例子進行了更為詳細的研究?？_爾博士和他的同事zui近通過重組基因模塊發(fā)現(xiàn)了果蠅翅膀上的斑點是如何演化而來的。一種小型果蠅變種翅膀上長有16個*的斑點圖案?？_爾發(fā)現(xiàn)控制這些斑點分布的基因同許多果蠅體內(nèi)控制翅膀紋理和感覺器官的是同一組基因。這些模塊被果蠅借用來布置斑點。

我們的眼睛同樣是深同源性的產(chǎn)物。水母的感光器官看起來與我們的眼睛*不同，但是，它們都是由相同的基因模塊產(chǎn)生的感光分子。酵母菌上發(fā)現(xiàn)人類致病基因

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