西亞試劑：最新果蠅基因組測(cè)序，展現(xiàn)奇妙的進(jìn)化

對(duì)真核生物進(jìn)行全基因組測(cè)序在二十世紀(jì)還是一項(xiàng)了不起的大工程，直到2000年末人們還只完成了四項(xiàng)這樣的研究。不過(guò)自那以后，測(cè)序技術(shù)的飛速進(jìn)步使全基因組測(cè)序?qū)τ谠S多研究團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō)觸手可及，現(xiàn)在每隔不久就會(huì)涌現(xiàn)出一項(xiàng)新的測(cè)序成果。日前，維也納獸醫(yī)大學(xué)Christian Schlotterer研究組的Viola Nolte發(fā)表了該校第一項(xiàng)真核生物全基因組測(cè)序成果，揭示了物種進(jìn)化的奇妙之處，文章發(fā)表在近期的Genome Research雜志上。

研究中的果蠅Drosophila mauritiana與著名的黑腹果蠅Drosophila melanogaster是近親，而此前黑腹果蠅的全基因組測(cè)序已經(jīng)完成。現(xiàn)在研究人員通過(guò)Illumina GAIIx平臺(tái)得到了果蠅Drosophila mauritiana的全基因組序列，并對(duì)其中的各種基因進(jìn)行了注釋。這對(duì)于果蠅研究者們來(lái)說(shuō)無(wú)疑大有裨益。

此外，這項(xiàng)研究還揭示了果蠅基因組中意義更深遠(yuǎn)的進(jìn)化現(xiàn)象。與廣泛存在的黑腹果蠅不同，Drosophila mauritiana只位于毛里求斯的島上，研究人員通過(guò)新分析方法對(duì)該果蠅種群中基因突變的情況進(jìn)行了研究。他們本以為鑒于該物種分布極為有限，種群中的突變率應(yīng)該相對(duì)較低。但令人驚奇的是，研究人員發(fā)現(xiàn)這種果蠅的基因組高度變異，染色體充滿(mǎn)了突變?cè)斐傻亩鄳B(tài)性，而且這些多態(tài)性在基因組中并非均勻分布。研究顯示，在果蠅高度變異的基因組中有兩個(gè)較大區(qū)域的序列高度保守。研究人員認(rèn)為“變異低谷”被認(rèn)為是選擇性清除selective sweep的結(jié)果，即新出現(xiàn)的突變給果蠅帶來(lái)了很大的選擇優(yōu)勢(shì)，因而在種群中快速擴(kuò)散，直到它們“固定下來(lái)”成為個(gè)體所必需的存在。

當(dāng)各親本所攜帶的基因在某位點(diǎn)存在等位差異時(shí)，這兩種等位基因傳遞給下一代的幾率是相等的，這是遺傳學(xué)的傳統(tǒng)理論。然而，近來(lái)科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)有些基因能夠優(yōu)先傳遞給后代。其中一種最簡(jiǎn)單的模式是，兩個(gè)緊密相連的基因一個(gè)具有毒性而另一個(gè)賦予相應(yīng)抗性。毒性基因會(huì)殺死不含抗性基因的配子，從而有效保證這種等位基因的組合在基因組中快速擴(kuò)散開(kāi)。是否就是這樣的基因組內(nèi)部沖突（intragenomic conflict）形成了果蠅Drosophila mauritiana基因組中的兩個(gè)“變異低谷”呢？雖然很難得到百分之百確定的答案，不過(guò)研究人員的確在其中一個(gè)“低谷”發(fā)現(xiàn)了Odysseus基因，而這一基因被認(rèn)為參與了其他果蠅的基因組內(nèi)部沖突。

研究人員指出，果蠅Drosophila mauritiana基因組中有兩個(gè)區(qū)域的變異明顯少于周?chē)鷧^(qū)域，意味著這兩個(gè)區(qū)域中的一些基因在近期參與了基因組內(nèi)部沖突，而這很可能間接有助于物種特征的確立。Schlotterer推測(cè)，基因組內(nèi)部沖突所涉及的基因就是毛里求斯果蠅的一種“物種形成基因”。(

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