生物通報(bào)道  研究人員發(fā)現(xiàn)在曲折的“優(yōu)勝劣汰，適者生存”過(guò)程中，并非是由單個(gè)的有益突變，而是由包括“遺傳搭車(chē)客”（genetic hitchhikers）在內(nèi)的一組突變驅(qū)動(dòng)了進(jìn)化。這些看似對(duì)生物體適應(yīng)性及進(jìn)化沒(méi)有貢獻(xiàn)的搭車(chē)客突變，有可能在一段時(shí)間之后發(fā)揮了重要的作用。來(lái)自普林斯頓大學(xué)的研究人員對(duì)40個(gè)酵母種群1000代的適應(yīng)性進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)生物體要在進(jìn)化中取得成功，需要不止一個(gè)，而是7個(gè)特異的突變。認(rèn)識(shí)這些突變驅(qū)動(dòng)進(jìn)化的機(jī)制，可幫助我們了解腫瘤是如何抵抗*，以及細(xì)菌是如何進(jìn)化對(duì)抗生素耐藥的。這一研究發(fā)表在7月21日的《自然》（Nature）雜志上。
當(dāng)個(gè)體基因組經(jīng)歷自發(fā)性的有益突變，使得其適應(yīng)環(huán)境的能力提高時(shí)，便發(fā)生了進(jìn)化。普遍的觀點(diǎn)認(rèn)為，單個(gè)突變可以促進(jìn)個(gè)體的生存，然后個(gè)體會(huì)復(fù)制突變，并將其傳給它的后代。與之相反，普林斯頓大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，并非是單個(gè)突變促進(jìn)了生存，而是需要5-7個(gè)突變。這些額外的突變看起來(lái)沒(méi)有對(duì)生物體增強(qiáng)的適應(yīng)性做出貢獻(xiàn)，因此被命名為“搭車(chē)客”。
論文的*作者、David Botstein實(shí)驗(yàn)室副研究員Gregory Lang說(shuō)：“我們的研究表明，進(jìn)化是一個(gè)群體努力的結(jié)果。”哈佛大學(xué)助理教授Michael Desai 說(shuō)：“這一研究發(fā)現(xiàn)違背了傳統(tǒng)的進(jìn)化觀點(diǎn)：個(gè)別突變提供了大的適應(yīng)優(yōu)勢(shì)。我們發(fā)現(xiàn)一小群突變與生存率增高有關(guān)。并非是單個(gè)突變驅(qū)動(dòng)了適應(yīng)性。而是包括搭客者在內(nèi)的整組突變一起驅(qū)動(dòng)了適應(yīng)性。”
Botstein說(shuō)，進(jìn)化是由于一組自發(fā)出現(xiàn)的遺傳突變結(jié)合環(huán)境壓力所引起，這項(xiàng)研究有助于增進(jìn)我們對(duì)于這一機(jī)制的認(rèn)識(shí)。“我們證實(shí)了，*組成元件，遺傳學(xué)不僅與一個(gè)基因突變有關(guān)，在進(jìn)化發(fā)生之前需要有幾個(gè)突變共同存在。”Botstein說(shuō)，發(fā)現(xiàn)相對(duì)較小的一組基因突變提高了生存，表明生物體實(shí)際上只通過(guò)有限數(shù)量的途徑提高了它們的適應(yīng)性。“可將在酵母中了解到的基本過(guò)程轉(zhuǎn)化到其他的生物體，”他說(shuō)。
該研究探討了在遺傳水平上，隨著時(shí)間推移突變和選擇過(guò)程展開(kāi)的機(jī)制。為了觀測(cè)突變及生存，研究人員對(duì)無(wú)性繁殖達(dá)1000代的40種不同的酵母菌株進(jìn)行了觀察。研究人員指出，隨著時(shí)間推移，一些特異突變的出現(xiàn)賦予了一種生存優(yōu)勢(shì)，使得某些酵母克隆得以旺盛生長(zhǎng)。隨著時(shí)間的推移，另外的突變突然出現(xiàn)，研究人員發(fā)現(xiàn)所有的生存者都包含了相同一組5-7個(gè)突變。盡管研究人員認(rèn)為這些突變中包括有司機(jī)和搭車(chē)客，Desai表示還需要開(kāi)展進(jìn)一步的研究來(lái)探討哪些突變是適應(yīng)的必要條件，哪些是搭便車(chē)。他指出突變的定位并非彼此靠近，它們似乎也不具有相似的功能。
以往的數(shù)據(jù)表明，酵母有可能通過(guò)有益突變來(lái)失活了它們不再需要的基因。例如，Lang、Botstein和哈佛大學(xué)的Andrew Murray于2009年在《美國(guó)*院刊》（PNAS）雜志上報(bào)告稱，如果將酵母放置在只能進(jìn)行無(wú)性繁殖的條件下培養(yǎng)，突變會(huì)失活參與有性繁殖的蛋白的編碼基因，由于生物體不會(huì)浪費(fèi)代謝能量來(lái)生成不必要的蛋白質(zhì)，這些突變促進(jìn)了存活。研究小組還計(jì)劃探討新研究中發(fā)現(xiàn)的突變是否賦予了特異的生存優(yōu)勢(shì)。美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院普通醫(yī)學(xué)研究所Stefan Maas說(shuō)：“通過(guò)追蹤隨時(shí)間推移整個(gè)細(xì)胞群的基因組改變，這一研究難得地瞥見(jiàn)了進(jìn)化的進(jìn)程。這一系統(tǒng)生物學(xué)方法生成的新認(rèn)識(shí)，將有助于我們了解突變通過(guò)例如癌細(xì)胞或致病微生物等其他的進(jìn)化體系擴(kuò)散的機(jī)制。”            來(lái)源：生物通