中国科学院昆明动物所发现一个人特有的年轻基因

人类区别于其他高等灵长类的特征及其演化机制一直是进化生物学研究中的重要问题,也是人们关心的热点问题。最近,中科院昆明动物所副所长王文领导的马普青年科学家小组发现了一个人特有的年轻基因clorf37-dup。他们在研究中发现,该基因通过一种叫做逆转座的机制在人类进化枝上独立起源,不存在于黑猩猩和大猩猩等其他高等灵长类中。该基因在人类细胞中编码一个人类特有的细胞表面蛋白,在人大脑、血液等组织中表达,可能在人类某些组织的细胞间信号传递中起作用。分子证据表明clorf37-dup基因经历了强烈的自然选择作用并在各个人种中固定下来。该研究成果于2006年6月1日正式发表在国际知名刊物Human Molecular Genetics（15：1870-1875）上。     

勘误

《动物学研究》2011年第6期第586页占祖兵等的"黒腹果蝇中嵌合新基因的进化命运和表达模式"[32(6):585?595]一文中,图1B中的"逆转座区域"应为"重复区域"。对此稿件排版作图过程中出现的差错,我们向作者和读者表示歉意。在此勘误发布以前,我们已更正了本刊网站上的电子版文件。     

酿酒酵母进级进化过程中的基因丢失现象初探

酿酒酵母进级进化过程中的基因丢失问题很少被研究．利用现有的蛋白质数据库，通过设定判断标准，预期可以获得更多这方面的案例以便进行相关问题的研究．利用SMART蛋白质域家族数据库，根据在已完成测序的7种真核生物蛋白质域家族成员中存在或不存在酿酒酵母蛋白质域信号，判断是否发生了基因丢失．通过这种方法，共有6个酿酒酵母基因判断为在进级进化过程中发生了丢失，还探讨了这些基因发生丢失的可能机制．     

分析水稻APETALA2类基因的系统发育和表达模式

多基因家族经历着生与死的进化并因此有助于生物的创新性进化。APETALA2类基因属于AP2转录因子家族中euAP2分支。该类基因具有特征性基元,并存在于蕨类植物、裸子植物和被子植物中。系统发育分析表明这类基因经历了生与死的进化。原位杂交和RT-PCR结果表明水稻的5个APETALA2类基因在表达模式上既是冗余又是不同的。根据基因系统发育树和表达模式讨论了这些基因的功能。     

Sox9基因的结构、功能及进化

Sox9基因是继SRY基因之后人们发现的第一个具有内含子的Sox家族成员。在Genebank中可查的Sox9基因序列共671个,广泛分布于哺乳动物和鸟类直至水母等低等动物。近年来的研究发现,Sox9基因的功能呈现多样性,该基因在发育过程中参与性别的决定、软骨的形成以及神经系统和胰腺的形成,另外Sox9基因在肿瘤发生中也有一定的作用。本文从Sox9基因的结构、功能以及进化等方面进行了综述,为进一步研究Sox9基因提供参考资料。     

基因水平转移的评判方法和转移方式研究进展

基因水平转移是不同物种之间或细胞器间基因的交流。基因水平转移现象在原核生物中普遍存在, 在真核生物中近年来也发现了众多例证, 说明水平转移是生物界的普遍现象。文章着重对基因水平转移的概念、评判基因水平转移的标准, 水平转移的特点和转移方式, 以及基因水平转移对基因组进化的作用等方面的研究进展进行了综述。在已有的基因水平转移研究中进化树分析法、碱基组成分析法、选择压力分析法、内含子分析法、特殊序列分析法和核苷酸组成偏向性分析法等几种是常用的方法; 转座序列是生物中最易于发生水平转移的基因类型;原核生物基因水平转移的主要方式有转化、接合和转导, 真核生物中水平转移发生方式尚不清楚。基因水平转移在基因、基因组和生物进化中有着其独特的作用。     

黑鲷DMRT1基因cDNA的克隆、组织表达谱及在性别逆转前后性腺中的表达

利用RT—PCR和3′-RACE的方法从黑鲷精巢中克隆丁DMRT1基因cDNA的部分序列。组织特异性表达分析表明DMRT1基因只在精巢中表达,半定量RT—PCR检测显示DMRT1基因在性别逆转前、性别逆转期和性别逆转后的精巢中的表达量无显著差异,在鱼类成体的精巢中,DMRT1的表达量可能不会因精巢结构或生理状态的改变而发生改变,而始终维持一定量的表达。     

重复基因的进化一回顾与进展

基因重复是普遍存在的生物学现象, 是基因组和遗传系统多样化的重要推动力量, 在生物进化过程中发挥着极其重要的作用。基因重复有何利弊, 基因发生重复后, 2个重复子拷贝的保留在基因功能方面是否存在偏好性, 子拷贝在表达和进化速率上如何分化, 以及重复基因为什么会被保留下来一直是进化生物学领域研究的热点问题之一。该文对以上重复基因研究的热点问题进行了介绍, 并对重复基因的进化机制和理论模型及其近年来的一些主要研究进展进行了综述。     

重复基因的进化－－回顾与进展

基因重复是普遍存在的生物学现象, 是基因组和遗传系统多样化的重要推动力量, 在生物进化过程中发挥着极其重要的作用。基因重复有何利弊, 基因发生重复后, 2个重复子拷贝的保留在基因功能方面是否存在偏好性, 子拷贝在表达和进化速率上如何分化, 以及重复基因为什么会被保留下来一直是进化生物学领域研究的热点问题之一。该文对以上重复基因研究的热点问题进行了介绍, 并对重复基因的进化机制和理论模型及其近年来的一些主要研究进展进行了综述。     

人类基因组中巢式基因对的系统分析

基因组上一个基因的所有或大部分外显子位于另一基因内含子和UTR中被称为巢式基因(Nested gene)。巢式基因对(Nested gene pair)是由主基因(Host gene)和巢式基因组成的基因对。文章针对人类基因组上的顺式巢式基因对(简称为巢式基因对)进行全基因组鉴定,并通过比较巢式基因对在人和小鼠基因组上的保守性分布,研究巢式基因对的进化方式。保守性分析表明基因转座、序列原位突变和主基因转录起始/终止位点突变是巢式基因对进化的主要原因,其中主基因转录起始/终止位点突变是巢式基因对独特的一种进化方式。Gene On-tology分析揭示大部分巢式基因与主基因的产物在功能上没有相关性。     

玉米与其他六种植物NBS类抗病基因的进化比较分析

具有核苷酸结合位点(nucleotide binding site,NBS)的抗病基因在植物抵抗各种病原菌侵染中起关键作用。对玉米全基因组中具有NBS结构的基因进行鉴定和分析,并结合水稻、高粱、拟南芥、百脉根、苜蓿和杨树的NBS类基因比较其在数量、复制、染色体定位和亲缘关系上的进化差异。发现玉米NBS类基因数量、复制数和成簇基因数均明显少于其他植物。低复制频率可能导致玉米NBS类基因较少,并推测可能导致其功能具有多样性。在基因染色体定位上,除高梁外,玉米与其他五种植物相似,呈不均衡分布。此外,进化树分析表明玉米NBS类基因与高粱的亲缘关系最近,与拟南芥的最远,在物种间表现出较高的保守性。结果对掲示玉米NBS基因的进化特点与发掘有益的NBS类抗病基因提供了重要的理论依据。     

谱系特有基因研究进展

谱系特有基因(Lineage-specific genes,LSGs)是指在一个谱系中特有并与其他物种谱系所有基因没有明显序列相似性的基因,约为物种基因组全部基因数量的10%~20%,于1996年首次在完成全基因组测序的酵母基因组中大量发现。大规模测序技术的发展使谱系特有基因研究成为比较基因组学的研究热点,已在微生物、海洋低等生物、植物(如拟南芥、水稻、杨树)、昆虫及高等灵长类动物等多个物种或类群中展开,其生物功能对于阐明物种进化历程和生物适应性具有重要意义。文章介绍了谱系特有基因的研究背景和现状,从谱系特有基因获取、基因结构分析、进化起源、生物功能、表达特性分析等方面阐述谱系特有基因的研究进展,分析了存在的问题和后续研究方向,以期为相关研究提供参考。     

Wnt基因族的进化

Ｗｎｔ基因族的进化马德如（南开大学分子生物学研究所,天津３０００７１）关键词Ｗｎｔ基因,分子进化一八十年代以来大量证据表明,原癌基因（ｐｒｏｔｏｏｎｃｏｇｅｎｅｓ）在细胞分化和胚胎发育中有重要作用。其中突出的例证是１９８２年由Ｎｕｓｓｅ和Ｖａｒｍｕｓ...     

Hox基因及其进化机制的研究进展

Hox基因是生物体内一类重要的发育调控基因家族.Hox基因高度保守,通常成簇存在,编码一类转录因子,在个体胚胎发育中起着重要的调控作用.近期研究表明,基因复制、基因序列变异及选择压力对Hox基因簇的产生和进化有重要作用,同时调节元件和协同进化对Hox基因的进化也有重要影响.     

基因倍增和脊椎动物起源

有机体基因复制导致基因复杂性增加及其和脊椎动物起源的关系已经成为进化生物学研究的热点。20世纪70年代由Ohno提出后经Holland等修正的原始脊索动物经两轮基因组复制产生脊椎动物的假设目前已被广泛接受。脊椎动物起源和进化过程中发生过两轮基因组复制的主要证据有三点：（1）据估计脊椎动物基因组内编码基因数目大约相当于果蝇、海鞘等无脊椎动物的4倍;原口动物如果蝇和后口动物如头索动物文昌鱼的基因组大都只有单拷贝的基因,而脊椎动物的基因组则通常有4个同属于一个家族的基因。（2）无脊椎动物如节肢动物、海胆和头索动物文昌鱼都只有一个Hox基因簇,而脊椎动物除鱼类外,有7个具有Hox基因簇,其余都具有4个Hox基因簇。（3）基因作图证明,不但在鱼类和哺乳动物染色体广大片段上基因顺序相似,而且有证据显示哺乳动物基因组不同染色体之间存在相似性。据认为第一次基因倍增发生在脊椎动物与头索动物分开之后,第二次基因倍增发生在有颌类脊椎动物和无颌类脊椎动物分开以后。但是,基因是逐个发生倍增,还是通过基因组内某些DNA片段抑或整个基因组的加倍而实现的,目前还颇有争议。     

DNA聚合酶X家族的起源与进化分析

随着DNA聚合酶X家族成员数量的增加,家族内部的系统发育需要重新检查。来自病毒和细胞的DNA聚合酶X家族成员序列第一次被汇编在一起,进行系统发育分析。分析显示：真核生物DNA聚合酶bcta(polβ)是这个家族的祖先基因,可能与昆虫痘病毒(EPv)之间发生过基因的水平转移;DNA聚合酶mu(polμ)基因仅存在于哺乳动物基因组中,是脱氧核苦酸末端转移酶(TdT)的重复基因;这个家族在低等真核生物的种系进化过程中发生了基因丢失。     

逆转座子与生物遗传多样性

生物为了适应环境变化,需要遗传物质发生变化来为进化提供材料,在进化过程中遗传物质的变化方式主要包括突变和基因重排。对一个种群或个体来讲,在不同的环境或一定生活周期内的不同阶段,基因组存在着基因的差次表达,这种调控在核酸分子水平上主要是通过突变的基因重排水平实现,由此使得基因组成为一个动态变化的体系,使种群或个体的遗传多样性发生相应的变化。分子生物学中最惊人的发现之一是在基因组内存在着通过DNA转录为RNA后,再经逆转录成为cDNA并插入到基因组的新位点上的因子,被称为逆转座子。按照其结构特点以及所编码反转录蛋白因子的不同,可分为反转录转位因子,反转录子,反转录病毒,能编码反转录所需蛋白的因子,不能编码反转录所需蛋白的因子。逆转座子在转位过程中须以RNA作为中间体,RNA较易变异,且RNA聚合酶和逆转录酶均无校对功能,这就使得逆转座子具有高度变异性。逆转座子可通过遗传变异,基因重排或对基因表达的影响,导致生物遗传多样性的形成。逆转座子除了能够促进基因的流动性增加遗传多样性外,它们散布在基因组中,还能够成为进化的种子。     

Pax—6基因在发育中的表达与动物眼的进货

近年在脊椎动物和无脊椎动物中分离出Pax-6基因及其同源基因,这些基因都与动物的眼与神经系统的发育和形态发生有关。本文着重比较了无脊椎动物果蝇、文昌鱼、哺乳动物小鼠和人的Pax-6基因编码蛋白,Pax-6基因在发育过程中的表达,Pax-6与眼进化的关系等几个方面,并介绍Pax-6基因为靶基因的转基因果蝇的上游制作技术和原理,探讨了Pax-6基因作为眼发育的主导基因的作用和时空表达模式的保守性。     

整合子与细菌耐药性的相关研究进展

整合子是广泛存在于细菌中的一种可移动基因元件,它可以捕获外来基因盒并使其在细菌体内得到表达,在细菌耐药性的传播过程中扮演着重要角色。过去研究认为,细菌耐药是在质粒及转座子~([1])等基因水平上广泛传播,近几年大量研究表明,细菌可通过位点特异性重组的方式将耐药基因盒捕获并整合到自身的染色体或者质粒DNA上,即细菌体内存在一种天然的基因克隆表达系统——整合子。细菌耐药的高频次出现已成为临床医疗工作中的瓶颈,整合子不仅在细菌耐药中起关键作用,而且在细菌适应性及基因进化中具有普遍又重要的意义。     

Hox 基因与昆虫体躯决定

本综述了Hox基因的组成与功能,及Hox基因决定昆虫形态进化的作用机制。