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真菌会大量借用细菌基因

已有 5851 次阅读 2014-7-2 11:40 |个人分类:自然科学|系统分类:科普集锦

细菌是低等生命,由于种类和数量巨大,理论上存在几乎所有高等生物的基因类型,为克服环境压力,细菌之间可以进行基因交换,过去研究也证明不同进化级别的细胞之间也可以进行基因交换,例如细菌和真菌,细菌和昆虫,细菌和植物,真菌和植物等等,但是过去认为这种基因交换的情况非常罕见。高等生命基因的进化主要依靠缓慢的基因突变实现,不依靠从非同类生命获得现成基因的快捷模式。


但是从道理上讲,虽然看上去不可思议,如果高等生命能从低等生命基因库直接借用基因,这显然是一种比较节省资源的方案。进化角度讲,所谓高等生命和低等生命也只是相对概念,毕竟生命本身都是同源的,级别区别是进化的结果,也给相互之间的交流提供了最重要的基础。作为人类或生物学家,大家其实是默认非同类物种基因转移太难发生。最近法国科学家对一种细菌基因acdS研究发现,基因在细菌和真菌之间,甚至细菌在昆虫之间的跨物种转移是一种普遍或高概率事件。这一颠覆了过去观念的文章今天发表在Proceedingsof the Royal Society B1

这一论文的作者是法国里昂大学微生物生态学家DanielMuller。细菌基因acdS具有促进植物根生长的作用,Muller他们的研究发现,这种本来属于细菌的基因,大量存在于某些真菌。他们对149种真核细胞基因组进行扫描后发现,有65种真核细胞,其中61种属于真菌,另外包括马铃薯晚疫病菌的4种类寄生菌。通过对这些真菌的家族进化树进行分析发现,这些基因分别来自三种不同的细菌,有15种不同的跨物种基因转移事件。一种基因从细菌到真菌的转移就出现15种机会,这一发现说明,跨从细菌到真菌的物种基因转移发生的几率高的无法让人想像,提示跨物种基因转移现象可能是普遍存在的。现在我们知道人类皮肤口腔大肠等多部位都存在大量细菌,在人类一生中,这些细菌是否也和我们的细胞之间发生这样的故事?也许很疯狂,也许就是真实。细菌基因能转移给植物和真菌,人类和高等动物就不可以这样?

当然这个研究也存在疑问,例如美国哈佛大学的CharlesDavis提出,这个研究存在这进化树分析普遍的缺陷,没有办法确定这些基因在哪里在什么时间发生了转移。这种研究有对基因转移事件过高估计的可能。更重要的问题是这种基因转移是如何发生的。Muller也对这些问题表示认同,但他估计至少这些物种之间亲密接触是最基本条件。

http://www.nature.com/news/fungi-borrowed-bacterial-gene-again-and-again-1.15496



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