《PloS遺傳學(xué)》：科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)無功能性基因“復(fù)活”

　　美國(guó)、西班牙、德國(guó)和意大利科學(xué)家近日研究了一個(gè)克羅恩氏病相關(guān)基因后發(fā)現(xiàn)，這種基因在4000萬年前失去功能之后，又于2000萬年前“復(fù)活”。相關(guān)論文已于3月6日發(fā)表在《公共科學(xué)圖書館•遺傳學(xué)》(PLoS Genetics)上。

　　這一基因稱為免疫相關(guān)鳥苷三磷酸酶基因(IRGM)，似乎很久之前已經(jīng)在舊世界和新世界猴的祖先身上被摧毀了。不過當(dāng)潛伏在基因組中的逆轉(zhuǎn)錄病毒將自身插入該基因中后，它在人類和類人猿共同祖先體內(nèi)成功復(fù)活。

　　美國(guó)華盛頓大學(xué)人類遺傳學(xué)家Evan Eichler表示：“這可能是第一個(gè)復(fù)活基因的例子，概率就好比閃電2次擊中同一個(gè)地點(diǎn)。”

　　在多數(shù)哺乳動(dòng)物中，IRGM是一個(gè)基因大家族中的成員，這一大家族中的基因被認(rèn)為有助于消滅病原體，比如有關(guān)肺結(jié)核的細(xì)菌，這種細(xì)菌會(huì)侵入宿主細(xì)胞，并在其中繁衍。但是在人類和一些靈長(zhǎng)類中，這一基因大家族消亡到只剩2名成員，IRGM 和IRGC。現(xiàn)在還不清楚人類是如何在失去了如此多的IRGM(家族基因)后生存下來的，相比較而言，缺乏這些基因的小鼠(比正常小鼠)更容易受到感染。

　　有理由懷疑IRGM在人體中可能起重要的作用，不過，研究人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，一些人的IRGM基因前部帶有一個(gè)缺失，這可能改變?cè)摶�因的表達(dá)并增加克羅恩氏病風(fēng)險(xiǎn)，克羅恩氏病是一種有害的消化系統(tǒng)自體免疫病。

　　在本周在《公共科學(xué)圖書館•遺傳學(xué)》發(fā)表的文章中，Eichler和他的同事對(duì)比了人類和其他靈長(zhǎng)類的IRGM序列。研究人員發(fā)現(xiàn)，分散在人類基因組中的重復(fù)DNA的一小段碎片，已經(jīng)在約4000萬年前插入了舊世界和新世界猴的共同祖先基因中。這一插入滅活了IRGM，廢止了該基因形成功能性蛋白質(zhì)的能力。

　　接著，大約2000萬年之后，在人類和猿類祖先體內(nèi)的一種逆轉(zhuǎn)錄病毒恰好插入了同樣的位置，這使得該IRGM基因再次獲得產(chǎn)生蛋白質(zhì)的能力。

　　Eichler表示，仍然存在如下這種可能性——即這一切只是偶然事件，人類IRGM蛋白質(zhì)沒有任何實(shí)際功能。不過他補(bǔ)充說，IRGM變體與克羅恩氏病的關(guān)系表明，該基因能在免疫系統(tǒng)中發(fā)揮作用。

　　目前，IRGM是唯一已知在其進(jìn)化歷史上曾被殺死之后又復(fù)活的基因。丹麥奧胡斯大學(xué)群體遺傳學(xué)家Mikkel Schierup說：“這是一個(gè)非常奇怪的我們將只能碰見一次的特例，還是具有更普遍重要性的例子?或許我們將很快知道答案，因?yàn)槲覀冋�在得到更多的比較性遺傳數(shù)據(jù)。”

　　Schierup表示，這一發(fā)現(xiàn)模糊了基因和稱為“假基因”之間的界限，“假基因”是指那些被突變摧毀的無功能性基因殘留。Schierup說：“研究表明，假基因?qū)嶋H上有一些作用——它們有重新發(fā)揮功能的潛力。”