科學(xué)家提出酪氨酸丟失新假說
日期:2011-05-30 08:09:49
來自復(fù)旦大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,生物醫(yī)學(xué)研究院,美國(guó)愛荷華州大學(xué)的研究人員發(fā)表了技術(shù)評(píng)論文章:“Comment on ‘Positive Selection of Tyrosine Loss in Metazoan Evolution’”,就后生動(dòng)物進(jìn)化過程中全基因組水平酪氨酸丟失提出了新的假說,這一報(bào)道公布在《科學(xué)》(Science)雜志上。
文章通訊作者是復(fù)旦大學(xué)生物醫(yī)學(xué)研究院長(zhǎng)江學(xué)者谷迅教授,第一作者是復(fù)旦大學(xué)蘇志熙副教授。其中谷迅教授早年畢業(yè)于復(fù)且大學(xué)生物系生物遺傳專業(yè),主要研究領(lǐng)域涉及計(jì)算生物學(xué)、進(jìn)化基因組學(xué)和系統(tǒng)生物學(xué)的進(jìn)化問題,在蛋白質(zhì)家族功能和表達(dá)譜的分化、基因組及蛋白質(zhì)組的進(jìn)化和分子進(jìn)化和分子系統(tǒng)樹的構(gòu)建等諸多領(lǐng)域,取得重要研究成果。曾發(fā)表了100余篇學(xué)術(shù)論文,包括著名學(xué)術(shù)刊物Nature, Nature Genetics, PNAS等,總引用達(dá)2500多次(數(shù)據(jù)來自千人計(jì)劃網(wǎng))。
后生動(dòng)物(Metazoans)是指除原生動(dòng)物外,所有其他動(dòng)物的總稱(后生動(dòng)物亞界),在后生動(dòng)物中,除中生動(dòng)物和側(cè)生動(dòng)物(海綿動(dòng)物)外才是真后生動(dòng)物(Eumetazoa),它包括的類群,從腔腸動(dòng)物(刺胞動(dòng)物門和櫛水母動(dòng)物門)起直到脊椎動(dòng)物。雖然后生動(dòng)物也是多細(xì)胞動(dòng)物,但它不單是一個(gè)細(xì)胞集團(tuán),根據(jù)細(xì)胞被排列成兩胚層或三胚層,而又名胚層動(dòng)物(德Keimblattie- re)。
2009年加拿大西納山醫(yī)院等處的Rune Linding等人發(fā)表為“Positive selection of tyrosine loss in metazoan evolution”文章,文章認(rèn)為在后生動(dòng)物進(jìn)化過程中全基因組水平酪氨酸的丟失通常被認(rèn)為是受到正選擇的壓力,即通過去除潛在的有害磷酸化位點(diǎn)這一機(jī)制來適應(yīng)酪氨酸激酶信號(hào)通路的復(fù)雜性進(jìn)化。
在最新的這篇評(píng)論文章中,研究人員對(duì)這一觀點(diǎn)進(jìn)行了修正,并提出了新的假說。他們認(rèn)為后生動(dòng)物進(jìn)化過程中基因組組分向高GC含量的偏向性突變是導(dǎo)致酪氨酸丟失的主要原因,而這種非選擇性的酪氨酸丟失過程才是促使酪氨酸激酶信號(hào)通路以及相應(yīng)的后生動(dòng)物機(jī)體復(fù)雜性進(jìn)化的原始動(dòng)力。該假說的提出為生物體遺傳網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)化及生物體表型復(fù)雜性進(jìn)化的研究提供了新的思路。
在2009年,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了世界上最早的后生動(dòng)物:在安曼沉積巖中發(fā)現(xiàn)一化石類固醇(24-isopropylcholestanes,為尋常海綿綱的海綿所特有)來自距今約6.35億年或更早以前的馬林諾冰期,這是新元古代末期大冰期中的最后一個(gè)。這表明,在寒武紀(jì)大爆炸期間兩側(cè)對(duì)稱動(dòng)物迅速分化之前至少1億年,一些晚成冰期海盆中的淺水中就含有濃度大到足以支持簡(jiǎn)單多細(xì)胞生物的溶解氧。