今天的許多海洋無(wú)脊椎動(dòng)物的染色體具有與6億多年前從原始祖先那里繼承下來(lái)的古老結(jié)構(gòu)
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)cnBeta：根據(jù)一項(xiàng)新研究，今天的許多海動(dòng)物的染的古許多海洋無(wú)脊椎動(dòng)物，包括海綿和水母，洋無(wú)億多揚(yáng)州美女兼職上門(mén)外圍上門(mén)外圍女（微信181-2989-2716）全國(guó)1-2線城市可真實(shí)安排30分鐘到達(dá)，不收任何定金它們的色體始祖染色體具有與6億多年前從原始祖先那里繼承下來(lái)的古老結(jié)構(gòu)。這一驚奇的年前發(fā)現(xiàn)提醒我們，進(jìn)化是從原承下保守的--它保留了運(yùn)作良好的東西，比如染色體上的先那基因組織--并且提供了今天活著的生物，包括人類，繼老結(jié)和我們非常遙遠(yuǎn)的今天脊椎具祖先之間的一個(gè)關(guān)鍵聯(lián)系。
該研究的許多海動(dòng)物的染的古資深作者、加州大學(xué)伯克利分校分子和細(xì)胞生物學(xué)系的洋無(wú)億多馬特拉-福斯凱特-布朗講座教授Daniel Rokhsar說(shuō)：“它強(qiáng)調(diào)，即使在像染色體這樣基本的色體始祖東西上，不同的年前動(dòng)物也彼此相似。這就是從原承下為什么我們可以從研究果蠅、線蟲(chóng)、先那水母和其他‘簡(jiǎn)單’模型系統(tǒng)中學(xué)習(xí)到如此多的揚(yáng)州美女兼職上門(mén)外圍上門(mén)外圍女（微信181-2989-2716）全國(guó)1-2線城市可真實(shí)安排30分鐘到達(dá)，不收任何定金人類生物學(xué)知識(shí)的原因之一--這是因?yàn)樗袆?dòng)物的基本統(tǒng)一性。我們對(duì)動(dòng)物多樣性的學(xué)習(xí)會(huì)影響我們對(duì)自己的思考。”
該研究結(jié)果發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上。
新的分析預(yù)測(cè)，第一批多細(xì)胞動(dòng)物在29對(duì)古老的染色體單元中攜帶其基因。隨著第一批動(dòng)物在海洋中出現(xiàn)并演化成多樣化的無(wú)脊椎動(dòng)物，從海綿到蠕蟲(chóng)再到人類，這些染色體中有許多在5億年中保持完整。
作為比較，人類現(xiàn)在有23對(duì)染色體，總共46條，是自最早的動(dòng)物以來(lái)兩次復(fù)制和多次合并以及染色體重排的結(jié)果。
這項(xiàng)研究由Rokhsar和奧地利維也納大學(xué)的Oleg Simakov領(lǐng)導(dǎo)，是第一次比較來(lái)自不同動(dòng)物的基因的染色體位置，如海綿、水母、海扇和其他水生無(wú)脊椎動(dòng)物，從而可以推斷出祖先的組織并研究染色體組織的罕見(jiàn)變化。雖然這種分析已經(jīng)對(duì)果蠅和許多脊椎動(dòng)物（包括人類）進(jìn)行了分析，但直到最近才確定了各種無(wú)脊椎動(dòng)物的染色體尺度的基因組。
進(jìn)化是保守的
由于越來(lái)越先進(jìn)的技術(shù)可以識(shí)別哪些基因在染色體蜷縮在細(xì)胞核內(nèi)時(shí)彼此接近，科學(xué)家在過(guò)去幾年中已經(jīng)開(kāi)始將基因分配給幾種無(wú)脊椎動(dòng)物的染色體。佛羅里達(dá)文昌魚(yú)，Branchiostoma floridae，一種嬌小的的海洋生物；扇貝，Patinopecten yessoensis；淡水海綿，Ephydatia muelleri；以及火水母，Rhopilema esculentum，一種刺胞動(dòng)物。Rokhsar、Simakov和他們的團(tuán)隊(duì)通過(guò)確定第五種動(dòng)物的染色體序列，即水螅（Hydra vulgaris），另一種網(wǎng)狀動(dòng)物的染色體序列，擴(kuò)展了這一集合。
“我們發(fā)現(xiàn)的是顯著的。如果你把這五個(gè)物種相互比較，你會(huì)發(fā)現(xiàn)有廣泛的保護(hù)；在許多情況下，整個(gè)染色體或大塊的染色體一直在一起。”他說(shuō)：“海綿中的整條染色體可能對(duì)應(yīng)于水母中的一條染色體。它們的組織方式并不完全相同--在不同的物種中，基因的順序不同--但是在這些漫長(zhǎng)的時(shí)間尺度上，一個(gè)染色體的行為就像一個(gè)基因袋，從前寒武紀(jì)的動(dòng)物生命開(kāi)始，就一直保持著它的完整性。”
一旦他們發(fā)現(xiàn)，在他們的無(wú)脊椎動(dòng)物樣本中，基因傾向于在同一染色體上保持在一起--這被稱為“合成”--他們預(yù)測(cè)其他無(wú)脊椎動(dòng)物也會(huì)如此，包括海膽和各種蠕蟲(chóng)和軟體動(dòng)物。當(dāng)他們觀察這些生物的染色體時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)各條染色體的DNA有類似的保存。所有這些似乎都可以追溯到早期動(dòng)物祖先中存在的相同的29對(duì)染色體。
這對(duì)人類和其他脊椎動(dòng)物意味著什么？
“如果你把文昌魚(yú)和扇貝，然后是很多不同的脊椎動(dòng)物的代表--不同種類的魚(yú)，如燈魚(yú)、雞等等--進(jìn)行比較，你可以看到有18個(gè)不同的基因組似乎總是粘在一起，”Rokhsar說(shuō)，他也是陳·扎克伯格生物中心的調(diào)查員和勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的聯(lián)合基因組研究所的成員。“它們總是在同一片DNA上一起旅行，因此最簡(jiǎn)單的解釋是原脊椎動(dòng)物祖先中有18條祖先染色體。”
Rokhsar和他的團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期以來(lái)一直懷疑，染色體比人們想象的要保存得更多。在過(guò)去的20年里，他和他的小組對(duì)各種動(dòng)物的基因組進(jìn)行了測(cè)序和分析，包括一種海鞘、一種胎生動(dòng)物、一種長(zhǎng)槍魚(yú)以及海綿、鞭毛蟲(chóng)、海葵、章魚(yú)、橡子蟲(chóng)、水蛭、肢蟲(chóng)和多毛蟲(chóng)各一個(gè)不同種類。雖然早期的"草案"基因組經(jīng)常是支離破碎的，但它們還是顯示出有跡象表明在不同的動(dòng)物中存在著古老的保守的基因組。允許確定整個(gè)染色體的較新技術(shù)已經(jīng)證實(shí)了這些早期的假說(shuō)。
盡管經(jīng)歷了數(shù)億年的獨(dú)立進(jìn)化，不同的無(wú)脊椎動(dòng)物的基因還是如此忠實(shí)地組合在一起，這一事實(shí)可能表明，基因在染色體之間跳來(lái)跳去比科學(xué)家從對(duì)脊椎動(dòng)物的研究中推測(cè)的要難得多，脊椎動(dòng)物的基因更頻繁地重新排列，可能是因?yàn)檫z傳漂移。
"像文昌魚(yú)這樣的動(dòng)物生活在巨大的種群中，具有染色體重排的罕見(jiàn)突變體處于不利地位，通常會(huì)消亡，而在小的、細(xì)分的種群中，這在哺乳動(dòng)物中更為典型，重排更有可能生存和傳播。這是一個(gè)假說(shuō)，"Rokhsar說(shuō)。
另外，可能有一些未知的原因，為什么一組基因必須保持在一起。一個(gè)著名的例子是Hox基因，它決定了動(dòng)物胚胎的哪一端形成頭部，哪一端形成尾部，以及兩者之間的所有分級(jí)。在大多數(shù)無(wú)脊椎動(dòng)物中，這些基因都聚集在一條染色體上，這種聚集對(duì)它們?cè)诎l(fā)育過(guò)程中的部署很重要。然而，這些基因的功能集群可能是一個(gè)例外，目前還沒(méi)有證據(jù)表明最近的研究中發(fā)現(xiàn)的集群在功能上有關(guān)聯(lián)，Rokhsar說(shuō)。
染色體的簡(jiǎn)單保存止于無(wú)脊椎動(dòng)物，因?yàn)樵诩棺祫?dòng)物進(jìn)化的早期，整個(gè)基因組在導(dǎo)致有頜脊椎動(dòng)物的世系中被復(fù)制了兩次，這個(gè)群體包括哺乳動(dòng)物、鳥(niǎo)類、爬行動(dòng)物、兩棲動(dòng)物和大多數(shù)魚(yú)類。在這些大規(guī)模復(fù)制的過(guò)程中，一系列的染色體重組形成了最早的有頜脊椎動(dòng)物的基因組，最終產(chǎn)生了人類。然而，通過(guò)追蹤最早的脊椎動(dòng)物進(jìn)化過(guò)程中從一個(gè)染色體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)染色體的基因組，Rokhsar和合作者能夠跨越脊椎動(dòng)物和反脊椎動(dòng)物的鴻溝，將最早的動(dòng)物染色體與當(dāng)代脊椎動(dòng)物的染色體連接起來(lái)。
“其中一件很酷的事情是，一旦我們推斷出這些古老的原染色體并在生命樹(shù)上組織它們，那么我們就可以進(jìn)行預(yù)測(cè)。”他說(shuō)：“如果你去對(duì)其他一些基因組進(jìn)行測(cè)序，我們預(yù)測(cè)你將不可避免地發(fā)現(xiàn)這些基因在同一染色體上混在一起。與物理學(xué)或化學(xué)不同，你通常不能在生物學(xué)中進(jìn)行這種預(yù)測(cè)。但是現(xiàn)在，從某種意義上說(shuō)，我們從這種比較中知道了一些關(guān)于幾乎所有動(dòng)物基因組的情況。”