酵母可与人类基因共存

 

关键词:基因替换

  尽管人类与酵母已分别独立进化了近10亿年的时间,但彼此间依然存在高度的同源相似性,作为一种压根儿不需要造血的单细胞微生物,酵母却携带着能够控制脊椎动物血管新生的基因。

  有智慧就是任性。作为高等智慧生命,人类的一切活动都彰显不凡。然而据《科学》杂志生物专栏报道,最新的一项研究成果表明,某种意义上,人类并非独一无二,决定人类个体生长发展的遗传基因DNA与地球上的其它生物具有共同的起源。

  该研究指出,尽管人类与酵母已分别独立进化了近10亿年的时间,但彼此间依然存在高度的同源相似性,某些基因发挥着相同的作用。多年前,科学家们就已知晓,人类与用于制造啤酒和面包的酵母细胞共享同样的分子结构,人类的基因组中有约三分之一的量与酵母的相似。平均来看,两者的氨基酸序列的重叠度高达32%。

  来自美国奥斯汀州的德克萨斯大学系统生物学家,Edward Marcotte和他的同事发现,作为一种压根儿不需要造血的单细胞微生物,酵母却携带着能够控制脊椎动物血管新生的基因。该基因在酵母细胞内发挥着抗压作用。为了弄清楚酵母基因和人类基因的相似度到了何种地步,Marcotte所在的研究小组选取了414种对酵母而言至关重要的基因,再用人类细胞中与之相对应的基因进行替换。若替换后的酵母细胞能够在培养皿中存活,就说明这部分的人类基因可以替代酵母中的对应基因。


  实验结果中共有176个成功案例,完美说明了所有生物都继承有公共的基因遗产。并且,研究者进一步发现在遗传过程中,能够激发DNA开始复制的那些基因一般是不可替换的,而控制分子合成,制造胆固醇的基因往往都是可以替换的。密切合作的一组基因要么就是全部都可替换,要么就是一个也不能被替换。然而,即使在可以被替换的案例中,人类基因也并没有使酵母细胞变得更加活跃或竞争力增强。

  该发现的重要意义在于揭示了酵母研究的一个长远方向,即研究者不仅可以进行单独基因的移植,还可以进行基因组的移植,从而创造出更加接近人类的酵母细胞,并为研究新药物和预治新疾病提供完美的实验对象。