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不聽話的自私基因

更新時間:2016-02-29 點擊量:1082

在電影星球大戰中,機器人R2D2是一個有趣的機器人。在動物世界里,R2D2是徹頭徹尾的“自私基因”。R2D2違背了基因遺傳法則和達爾文進化論。R2D2本身可能損害家鼠的生育能力,但是卻可以迅速在家鼠群體中傳播開來。相關研究發表在《 Molecular Biology and Evolution》上。

前美國北卡羅來納大學教堂山分校教授、遺傳學家John Didion及其同事,研究了來自歐洲和北美的野生型家鼠的DNA樣本,以確定R2D2在物種群體中的擴散程度。研究人員還在實驗室培育出了家鼠品系,以確定為什么R2D2能夠快速傳播。他們發現。在實驗室家鼠種群中,在13代之后,R2D2基因在種群中的比例從18%到了62。而在另一個實驗室培育的家鼠品系中,R2D2在種群中的比例,在10代后,從50%增加到了85%,而15代后,出現在了所有的后代中。 這個速度,比之前計算機模擬預測的184代后所有后代會攜帶 R2D2,快了太多。

顯然,R2D2的快速傳播并非是對環境的快速適應,而是R2D2是“自私的基因”。實際上,R2D2是家鼠二號染色體上的一個片段,含有多拷貝的Cwc22基因。當Cwc22基因拷貝數超過了7之后,這個片段就變得“自私”起來。含有這個片段的雌性家鼠中,這個片段的染色體更容易被分配到卵子(而不是分配到極體)中,這顯然有悖“染色體均勻分配到不同的卵子或極體"的遺傳法則。但是,含有這個R2D2片段的卵子比起不含這個片段的卵子,體積會小一些,顯然這種小體積的卵子更不利于后代的生存。根據演化規律,生育能力的減弱應引起自然選擇淘汰R2D2。但顯然,自私DNA片段戰勝了自然地選擇。

目前,在野生環境的家鼠中,R2D2片段攜帶的比例各有不同。比如德國家鼠的R2D2攜帶率在67%,而在美國加州的比例則為0%。顯然,野生環境的家鼠發展了一套抑制R2D2擴散的系統,來維持較低水平的R2D2攜帶率。亦或者,攜帶R2D2的DNA片段的家鼠有更高的死亡率。

這個新的發現表明,即使某個基因會損害生物群體的生存率,但是還是可以欺騙生物群體,并擴散到后代中去。這可能為研究人員帶來了希望,利用工程的“自私基因”,來消除蚊子傳播的疾病和入侵性的病毒等。但是,這個基因的發現也意味著,劣勢基因并非總會被淘汰。如果研究人員不小心,他們可能會被蒙蔽,而以為自私的基因是指具有一定的進化優勢。所謂的”適者生存“可能需要修改了。

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