写于 2017-03-03 08:12:00| 澳门博彩在线| 国外

生物学家经常说细胞可以做的最危险的事情就是分裂

这是因为在复制的复杂过程中 - 脱离DNA的过程中,两个基因组中的两个基因组的组合总是有机会使细胞犯了一个错误突变可能会损害生物体的生命,但它们对于进化也是至关重要的如果没有它们,就不会有新鲜感,也不会有任何变化

缓慢搅动的达尔文搜索算法会停止在这个意义上说,转座子 - 徘徊在基因组中的DNA片段,随意复制和粘贴 - 是自然选择的无名英雄虽然他们携带的信息是多余的,但它们占了五十所有哺乳动物遗传物质的百分比我们自己的DNA是自我与其他人之间的战场我们每个人都是成千上万成功分裂的产物,因此我们的细胞非常擅长沉默转座子(在人类中,大多数这些游牧基因都是在技​​术上称为反转录转座子)直到最近,事实上,他们被认为在身体的大部分区域处于休眠状态

事实证明,几乎在任何地方都是如此,但在大脑中十五年前,神经生物学家Rusty Gage和他在Salk研究所的同事在加利福尼亚州拉霍亚正在研究神经发生,从未成熟的干细胞发育成人脑细胞当他们对所有的基因进行调查与成熟的神经元相比,他们困惑地发现转座子是最活跃的远未被抑制,他们在唱歌一段时间,这个发现在实验室中漂浮,作为一种好奇心很难让任何人Gage告诉我,因为结果是意想不到的,甚至有点令人不安如果转座子篡改了每个未来神经元的DNA,那么他们就会赋予每个基因组一个稍微不同的基因组即使是来自同一母亲的神经元会有不同的表现这种被称为遗传镶嵌现象的现象在其他组织中并不会发生很多保护我们肺部的纤毛与我们的动脉中循环的血细胞在遗传上是一致的,尽管看起来像海葵和其他看起来像一个咳嗽下降这两个看起来不同,只是因为他们以不同的方式表达各种基因,在发展预先确定的方式虽然神经元是类似的程序索尔克的研究表明,转座子使它们有能力在初始发现后数年,盖奇实验室的成员对来自人体尸体的数百个单个神经元进行测序,发现这是真的

同一个脑中的细胞的确是,从遗传上区别于另一个盖奇迅速认识到,这种奇怪的启示可能有助于回答神经科学中一个长期存在的问题:大自然如何连接像人脑一样复杂的系统

考虑生物学最喜欢的模型生物之一,毫米长的蛔虫秀丽隐杆线虫它的两万个基因为它提供了三百二个神经元相比之下,我们的两万个基因为我们提供了八百亿个神经元这就像问两个厨师,相同的成分,拿出几个食谱或几亿第二厨师将有一个更容易达到她的配额时间,如果欧芹偶尔变成小茴香,或土豆进入茄子根据盖奇的理论,转座子可能会使这样可能的转变;它们可能会产生新颖性,因此也会产生复杂性,而这种方式仅仅是我们的基因不可能如果这确实是为什么它们在神经发育过程中没有解除,那么我们的大脑就可以被认为是一种微型进化

正如喙达尔文的雀科适合不同的食物来源,每个神经元可能在大脑生态系统中发展自己的专长(免疫细胞利用转座子出于类似的原因,利用它们来产生大量的抗体来标记新的入侵者)不仅每个大脑都有所不同,而且它永远不会存在大脑中的转座子插入是不可遗传的女儿的大脑生态系统不同于她的母亲,甚至是她的双胞胎姐妹在这里,另一种模式生物再次提供了一个有用的类比C57BL / 6,一个常见的实验室小鼠品系已经世代交替保证完全一致的基因组这是为了控制个体差异它没有 盖奇描述了一个涉及这些动物的假想实验:“把其中的10个放在一个开放的田野里所有同一性别,所有年龄都是同一个母亲抚养的 - 他们是同卵双胞胎试着控制你所能做的一切把它们放入任何行为模式将会发生什么

“老鼠会遍布整个地图,他说一个人可能会因为恐惧而被冻结,另一个人会疯狂地在圈子里奔跑

这部分解释了为什么科学家们很难找到遗传基础神经系统疾病:大脑中没有标准基因组事实上,许多脑部疾病与升高的转座子事件有关尚不清楚是否存在任何因果关系转座子可能最有趣人类进化的角度是不变的2013年,Gage和他的同事比较了猿猴和人类干细胞中的转座子活性

他们确定插入在我们的近端更常见在我们身上,无论是以遗传方式,还是在神经发育过程中,两个黑猩猩的遗传多样性都比地球上任何两个人的遗传多样性更接近沉默转座子的两个基因在人类中的活动在黑猩猩和倭黑猩猩中也是如此,但我们将它们表达了十到二十倍当我问盖奇为什么会这样时,他不愿意推测他建议,但答案可能在于我们的某些事件进化历史我们过度表达的转座子抑制基因也具有抗病毒特性(可能并不令人惊讶,因为转座子的行为有点像病毒)Gage说,可能是这样,在某种程度上,早期的人类减少了人口受到病毒性瘟疫的侵害,而这些基因的表达更强烈,这使得某些人能够生存和繁殖

转座子只是在交火中陷入

在达尔文的层面上,它是可怕的ñ我们的遗传多样性作为一个物种是如此狭窄但Gage认为,这可能帮助我们摆脱分子进化和文化进化我们用药物来管理病毒瘟疫,而不是希望我们的基因会赶上我们相信世代'语言和技术的价值,而不是我们虚弱的生物体如果我们的相似之处让我们能够良好沟通,那么我们的马赛克大脑可能会加深我们个人发明和想象力的能力奇怪的基因实体搭上我们的DNA帮助我们成为我们的人

作者:骆枵