调控进化:扫描开关

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编者按:此文是“调控进化:基因开关如何创造生命”专题的一部分,该专题出自《大众科学》2008年5月刊

在人类基因组浩瀚的非编码区域中,识别增强子所在位置一直是限制人类增强子发现步伐的主要障碍之一。生物学家现在正在利用自然选择的保守力量来嗅探在漫长的进化时间中异常良好地保存下来的非编码DNA片段,希望以此检测到增强子。

在本文中,我们一直在强调导致生物体差异的增强子的变化。但是,应该很容易理解,有些增强子执行的功能没有改变。虽然随着物种的分化,突变的稳定步伐会侵蚀物种间DNA序列的整体相似性,但自然选择会保持增强子的序列,以维持其功能,有时甚至会达到惊人的程度。


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众所周知,律师和鲨鱼有很多相似之处。但是,谁会想到这会延伸到DNA的层面呢?然而,这基本上是新加坡分子与细胞生物学研究所和马里兰州罗克维尔的J.克雷格·文特尔研究所的研究人员所证明的。该团队发现,尽管鲨鱼和人类之间有超过5亿年的进化间隔,但我们在基因附近的非编码区域中共享近5000个似乎是增强子的元件。值得注意的是,这些高度保留的元素大部分位于身体构建基因附近,反映了脊椎动物共享的整体身体结构。

每个脊椎动物都有在它们多样化过程中保留下来的解剖特征——器官、组织、细胞类型等等。在较短的进化距离内,共享的元素数量和相似程度会增加。

因此,基因组比较方法正在迅速扩大已知的人类、哺乳动物和脊椎动物增强子的目录,并可能导致对参与身体形态差异的序列的识别。

—S.B.C.,B.P.和N.G.

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