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进化的偏差

已有 3254 次阅读 2013-9-26 09:44 |个人分类:分子遗传|系统分类:科普集锦| 进化, 保守

对动物发育起重要作用的信号途径不多,手指都数得过来。重要的东西通常在不同物种之间,例如果蝇和老鼠之间,是高度保守的。把果蝇的某个与信号途径有关的基因拿掉会导致严重的发育缺陷,有些情况下,只要补回一个从人身上拿来的同源基因,果蝇又可以恢复正常。

生物学的特点是意外很多。有保守的,肯定也有不保守的。我举两个例子。EGFR信号途径的受体以及下游的信号传递链上的蛋白在动物之间是很保守的。正常发育的情况下,调节EGFR的主要开关是在EGFR受体被激活之前。被激活之后,这个信号途径就哗哗哗地流动,是势不可挡的。如果这个信号途径性被从中间激活,得癌症的几率很高。要调节受体被激活之前的事件,当然就要在受体的ligand上做文章了。果蝇的EGFR ligand之一叫Spitz,通常情况下它埋在细胞里面,是没有活性的,得通过两个膜蛋白StarRhomboid运输和剪切以后,才可以激活EGFR。研究StarRhomboid加工Spitz的工作做得非常漂亮,是分子-发育-遗传学有机融合的杰出案例。我以前提过的一位哥Matt Freeman做了很多这方面的工作。

StarRhomboid对果蝇的EGFR信号途径很重要,这一点是没有疑问的,但它们在脊椎动物EGFR信号途径却不起显著作用,至少目前是这样认为。首先,在高等动物里压根就找不到Star的类似基因或者蛋白。Rhomboid倒是可以找到,但在高等动物细胞里不参与对EGFR ligand的加工

类似的案例还有Notch途径上的Hairless蛋白。Hairless在果蝇里很重要,但在高等动物里找不到明显同源的。最近好不容易才找到了一个可能与Hairless功能有些相似的蛋白,但序列上却看不出来它们的同源性。

一些功能非常重要的蛋白在进化中不保守可能是进化学研究的甜点,却让搞发育的人不大好受。这年头申请点儿经费都要被人问:你这东西跟癌症有没有关啊?跟高血压有没有关啊?跟经济复苏有没有关啊?

 



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