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天然“转基因”,比你想得更普遍

进化 演化 遗传 线虫 果蝇 脊椎动物 灵长类 灵长目 类人猿 共同祖先

IvyP 发表于  2015-03-24 17:57

生物将遗传物质传递给其他细胞而非其子代的过程称为基因水平转移(horizontal gene transfer,HGT),这种现象在细菌和单细胞真核生物中十分常见,它在这些生物的演化中起到了重要作用。然而,在多细胞生物中,关于基因水平转移现象的记录较少,有报道的动物基因水平转移也只涉及单个或几个基因。看起来这种现象在动物中似乎不常发生。不过最近,剑桥大学的研究者通过对26种动物的基因组和转录组进行深入分析,发现基因水平转移在多细胞生物中也普遍存在,并且这些水平转移的基因多与生物的代谢相关[1]。研究论文于3月13日发表在开放获取期刊《基因组生物学》(Genome Biology)上。

为了了解多细胞生物中基因转移的情况,研究者选择了已有高质量基因组和转录组的12种果蝇属(Drosophila)生物、4种隐杆线虫属(Caenorhabditis)生物和10种灵长目(Primates)动物。通过对比分析,研究者发现这些生物的基因组中存在多达上百个“外来”基因。此外在人类基因组中,多达145个基因为基因水平转移的结果,这其中包括透明质酸合成酶基因、肥胖基因FTO以及ABO血型基因。

与原核生物相似,这些多细胞生物的水平转移基因的表达产物多为酶类。研究者对这些基因的功能进行了分析,发现其产物包括几大类功能,包括非特异性免疫反应、脂类代谢、氨基酸代谢、大分子修饰、抗氧化活性以及应激反应。

那么,这些基因源自何处呢?通过将水平转移的基因与各种单细胞生物的基因相比对分析,研究者发现这些基因大多来自细菌和原生生物,其他还有古菌、真菌和植物。

生物体内水平转移的基因的来源。图片来源:研究论文

为了确定这些基因的转移是发生在某一阶段,还是贯穿了某个物种的整个演化过程,研究者将这些基因水平转移事件标记在了系统发生树上。结果发现,对果蝇属和隐杆线虫属的生物来说,基因水平转移在其整个演化过程中很可能都一直在发生;而灵长目动物的大多数基因水平转移事件,则发生在它们的共同祖先身上,即较远古的时期。研究者进一步对另外14种脊椎动物的基因组进行了分析,分别找到了60到240个外来基因——这意味着基因水平转移并非仅限于某些物种,而是普遍存在的。

有意思的是,研究者发现从整体上看,脊椎动物和无脊椎动物中发生基因水平转移的情况并无明显差异。考虑到这两类生物复杂性的差别,这一现象似乎有些出人意料。不过这可能也可以解释,为什么灵长目动物的大多数基因水平转移事件发生在较远古时期——脊椎动物的基因水平转移可能发生在其演化的早期阶段。

研究者认为,现在基因组数据库中有了越来越多物种的基因组,尤其是多细胞生物的高质量基因组序列,而这对研究基因水平转移非常重要。研究者提出,多细胞生物体内存在的“外来”基因,除了来自基因水平转移以外,也可能是由于原本在同一门生物中,通过传统方式遗传的基因,在大多数物种演化的过程中丢失,仅在某些物种中保留了下来。未来进一步如果有更多地多细胞生物的高质量基因组和转录组信息,将能让科学家们更好地验证这些推测。(编辑:球藻怪)

参考文献:

  1. Crisp, Alastair, et al. "Expression of multiple horizontally acquired genes is a hallmark of both vertebrate and invertebrate genomes." Genome biology 16.1 (2015): 50.

文章题图:drwile.com

全部评论(281)
  • 151楼
    2015-03-26 17:02 None
    引用@我自飞扬_已被使用 的话:请在果壳的文章里找出“天天吹得神乎其神,好像世界没有他就崩陷一样”“鼓励大家都吃”而不要自己yy,果壳充其量是告诉大家 “这东西没那么邪乎”

    果壳网讲了很多支持转基因技术的理由 我觉得这部分理由确实很有道理 但担忧转基因技术的理由确实讲得少 我也理解果壳网 因为作为一个网站也是要生存的 需要各方面提供的资金

    转基因技术就像是早期的不成熟的飞机技术 可能存在各种问题 我支持转基因技术的发展和上市 但是要做好标注 让一部分大胆的人先吃 吃了一段时间没问题大部分人就会跟进 因为这个技术需要发展

    我相信 今后转基因技术成熟了会大有作为的 不仅仅在农业方面 在强化人类体质方面也是这样

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  • 152楼
    2015-03-26 17:02 我自飞扬_已被使用
    引用@axiang 的话:也许只是他们真的不知道,要知道,现在果壳的学生很多,中小学生也不少。

    发现了小学生 来围观下

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  • 153楼
    2015-03-26 17:05 我自飞扬_已被使用
    引用@wangnixi 的话:果壳网讲了很多支持转基因技术的理由 我觉得这部分理由确实很有道理 但担忧转基因技术的理由确实讲得少 我也理解果壳网 因为作为一个网站也是要生存的 需要各方面提供的资金转基因技术就像是早期的不成熟的飞机...

    现在一些反转的人:飞机?! 那玩意可不安全 你坐上去它带你一飞你的身体和灵魂就脱离了,再下来都是行尸走肉了,太恐怖了!

    观点和逻辑他们根本不懂啊 详参37楼。。。。。

    [3] 评论
  • 154楼
    2015-03-26 17:14 我自飞扬_已被使用
    引用@S.西尔维希耶 的话:……这就已经得出了,好吧,那我就歇了歇了。转基因这个东西和我没什么利益相关,你喜欢自欺欺人买高价食品,我大概劝一下没用就算了。这东西要是和你没啥利益关系的话,这儿瞎趟混水不干正事是为了什么呢?

    脑补了一下一个抠脚大汉一边打字一边嘟哝“哼,我说的就是对的,就是,就是!口享~”

    蛋蛋的萌感23333333333

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  • 155楼
    2015-03-26 18:30 graywing
    引用@wangnixi 的话:是的 转基因技术就像是早期飞机 还不太成熟 很多反转的人有这种心态 其实我也有这种心态 我觉得转基因应该上市 做好标记让大家一目了然 而且还要标记明白是转了那部分基因 让一部分大胆的人去吃 吃个一段时...

    记得转基因土豆现在才出一种通过审核允许上市的,而且没有下架 。求这种通过审核但出问题被下架的转基因土豆出处。

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  • 156楼
    2015-03-26 19:01 机动要塞
    引用@我自飞扬_已被使用 的话:脑补了一下一个抠脚大汉一边打字一边嘟哝“哼,我说的就是对的,就是,就是!口享~”蛋蛋的萌感23333333333

    傲娇抠脚大汉.....啧啧啧啧

    [0] 评论
  • 157楼
    2015-03-26 19:35 我自飞扬_已被使用
    引用@机动要塞 的话:傲娇抠脚大汉.....啧啧啧啧

    2333333333

    [0] 评论
  • 158楼
    2015-03-26 21:04 Karlson
    引用@thelight 的话:舟子有这个愿望吧,不知道他是否有过清晰的表述,不过从他对那些不喜欢吃转基因的人的态度上可以感觉到他的愿望很强烈。

    方舟子没发表在学术期刊上啊,而且也是凑热闹的外行

    [0] 评论
  • 159楼
    2015-03-26 22:13 None
    引用@graywing 的话:记得转基因土豆现在才出一种通过审核允许上市的,而且没有下架 ...

    抱歉 是我搞错了

    Cry9c玉米事件

    由于在玉米中插入了一个名为Cry9c蛋白,由于此蛋白和一些已知的过敏原具有一些相同的分子特性,为了保险起见,联邦政府禁止直接用作人类食物而是作为饲料使用,但是2000年在taco shell(墨西哥薄饼?)中检测出了Cry9c的DNA,因而导致了大规模召回事件。

    这是已知过敏原导致的事件

    [0] 评论
  • 160楼
    2015-03-27 00:50 graywing
    引用@wangnixi 的话:抱歉 是我搞错了Cry9c玉米事件 由于在玉米中插入了一个名为Cry9c蛋白,由于此蛋白和一些已知的过敏原具有一些相同的分子特性,为了保险起见,联邦政府禁止直接用作人类食物而是作为饲料使用,但是200...

    好吧,不是土豆。是为了“保险起见”。如果你说的是Cry9c玉米,特地查看cdc,http://www.cdc.gov/nceh/ehhe/Cry9cReport/default.htm

    俺就呵呵了


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  • 161楼
    2015-03-27 03:05 IVV万岁
    引用@夏哗 的话:针对草甘膦耐受的转基因作物本来的目的就是提高作物对草甘膦的耐受从而可以使用草甘膦来代替其它的除杂草的方法降低成本。但草甘膦以前被认为是低毒的,而现在被发现致癌。主要问题是出在科学对草甘膦的毒性认识不强...

    这个国际组织还认为的是可能致癌,手机、咖啡也一样在这个评级里面,你用不呢?喝不呢?

    你抽烟不?喝酒不?吃油炸食品不?吃烧烤食品部?吃隔夜菜不?吃腊肉香肠不?照X光不?这些致癌的评级高多了!

    而且都说了草甘膦不仅仅是转基因在用,你吃别的作物一样可以吃到。而且IARC同样给更多的农药更高的致癌评级,也就是说即便真的你可以通过不吃转基因躲过草甘膦,但是因此你却暴露在更多更凶狠的农药之下了。明白了吗?

    [1] 评论
  • 162楼
    2015-03-27 09:18 我自飞扬_已被使用
    引用@模因中的muton 的话:∵草甘膦可能致癌≠会致癌=毒性大。。。又∵使用草甘膦=转基因。。。∴转基因不好。。。。。。神。。。逻。。。辑。。。酒精=会致癌=毒性大吗?是转基因就使用草甘膦吗,不是转基因就不使用草甘膦吗孟山都对中国...

    比起怀疑它的智商来我更怀疑它的目的了

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  • 163楼
    2015-03-27 09:40 我自飞扬_已被使用
    引用@模因中的muton 的话:有什么目的就别考虑了。。。(也许是为了生计嘛)重要的是别误导了别人

    所以我忍不了啊。。。。

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  • 164楼
    2015-03-27 23:25 thelight
    引用@Karlson 的话:方舟子没发表在学术期刊上啊,而且也是凑热闹的外行


    舟子可觉得自己很内行呢,呵呵

    [0] 评论
  • 165楼
    2015-03-27 23:31 thelight
    引用@我自飞扬_已被使用 的话:三句不离利益 是实在找不出什么可说的了么?


    你就假装纯洁吧,有本事劝那些掌握转基因专利的人别收专利费,让他们远离利益更有助于社会。

    [0] 评论
  • 166楼
    2015-03-27 23:34 thelight
    引用@S.西尔维希耶 的话:这种论调实在是无聊。你这么积极的反转,是不是因为你和有机农业有利益关联,被转基因作物戳到痛处抢了生意了在这儿跳脚?...


    你直接给转基因设了个敌人“有机农业”,你的眼睛只看得到这两种东西吗?

    去市场上看看一般人在买什么、吃什么吧,别让转基因和有机农业糊住你的眼睛。

    [0] 评论
  • 167楼
    2015-03-27 23:36 zzzzddddyyyy

    崔永元:强烈要求农业部对老天爷未经过批准私自在大自然推广转基因生物的行为进行严查,收缴并销毁所有流入自然界的转基因生物!!!!!!

    [0] 评论
  • 168楼
    2015-03-28 00:41 我自飞扬_已被使用
    引用@thelight 的话: 你就假装纯洁吧,有本事劝那些掌握转基因专利的人别收专利费,让他们远离利益更有助于社会。

    有本事劝那些上班的人别收工资,让他们远离利益更有助于社会。

    有本事劝那些政府的人别收税费,让他们远离利益更有助于社会。

    有本事劝那些拍电影的人别反盗版,让他们远离利益更有助于社会。

    有本事劝那些市场的人别赚钱,让他们远离利益更有助于社会。

    2333333333 sb就是sb啊 真给大家带来欢乐

    人家合理合法的取得专利凭什么让人家不收费啊 你干脆去挑战专利制度和国家法律吧

    233333333好走不送容我再笑一会

    [2] 评论
  • 169楼
    2015-03-28 01:58 大鲵0418

    不错不错,我感到很欣慰,反转的人搞了这么久,智商也没怎么进步,也没拿出什么有利证据,我对转基因放心多了啊

    [2] 评论
  • 170楼
    2015-03-28 09:39 MooerFoes

    你们还没反应过来么……这文章就是告诉我们连人类都是转基因的产物了,你们怎么还没意识到对于转基因问题不能一门心思想着恐慌……难道追求不到绝对真理就不追求相对真理了?忽略事物发展过程只要结果,这是极度糟糕的思考方式。

    [0] 评论
  • 171楼
    2015-03-28 09:41 MooerFoes
    引用@我自飞扬_已被使用 的话:有本事劝那些上班的人别收工资,让他们远离利益更有助于社会。有...

    由此联想到那些要求画师给自己绘画还希望不付钱的……那些人“你的画再漂亮也缺少了一点东西,放下对金钱的渴望以后才能获得进步”到神论简直了´д` ;

    [2] 评论
  • 172楼
    2015-03-28 10:41 我自飞扬_已被使用
    引用@MooerFoes 的话:由此联想到那些要求画师给自己绘画还希望不付钱的……那些人“你的画再漂亮也缺少了一点东西,放下对金钱的渴望以后才能获得进步”到神论简直了´д` ;

    故脑残者无药可医哈哈哈哈 给大家带来欢乐啊

    [1] 评论
  • 173楼
    2015-03-28 11:39 Karlson
    引用@thelight 的话: 你就假装纯洁吧,有本事劝那些掌握转基因专利的人别收专利费,让他们远离利益更有助于社会。

    利益其实恰恰是有助于社会的,因为没有利益,就没有人从事这个事情,适当的利益才能驱动社会进步。

    医生医院如果都不收钱,你觉得有益于社会吗?不,临时的暂时的不收钱,会有一定的好处,但是长期的话,就不会有人从医了。同样运输业不收钱,对社会贡献很大对吧?以后没人愿意开车了,直接退回到原始社会。任何行业,只要没有利益,就不会有进步,很简单的道理嘛,不要为了反驳而反驳,需要思考,需要理性的去反驳。

    [0] 评论
  • 174楼
    2015-03-28 12:05 梦游侠

    我支持转基因 更支持转基因标识 最好在我选购的商品上都标注有 产品的人工转入基因名称 该基因具体表达什么性状 等等详细信息 让公众对自己吃下去的食物有知情和选择的权利

    我宁可面对一大堆明确的化学式 也不愿意看那些某某某精华的宣传标语 化学成分是可以理解的属于知识问题 而某某某精华是神秘物质的总称 神秘学一般是靠不住的

    [0] 评论
  • 175楼
    2015-03-28 12:05 梦游侠

    我支持转基因 更支持转基因标识 最好在我选购的商品上都标注有 产品的人工转入基因名称 该基因具体表达什么性状 等等详细信息 让公众对自己吃下去的食物有知情和选择的权利

    我宁可面对一大堆明确的化学式 也不愿意看那些某某某精华的宣传标语 化学成分是可以理解的属于知识问题 而某某某精华是神秘物质的总称 神秘学一般是靠不住的

    [0] 评论
  • 176楼
    2015-03-28 14:43 真理即是非
    引用@夏哗 的话:转基因食品不安全结论已经得出了,你就歇了吧。

    可是照你的逻辑天下没有一种食品是安全的结论也已经得出了, 不止你我歇了, 整个人类都歇了吧

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  • 177楼
    2015-03-28 14:48 真理即是非
    引用@thelight 的话: 你直接给转基因设了个敌人“有机农业”,你的眼睛只看得到这两种东西吗?去市场上看看一般人在买什么、吃什么吧,别让转基因和有机农业糊住你的眼睛。

    市场上一般人在买和吃那些用比文中的除草剂毒得多的其他农药灌溉起来的植物, 并且表示自己没还有当场死亡所以食物是安全的, 而这种除草剂因为是孟山都的所以即使每天当水喝都不会致癌还是邪恶的

    [3] 评论
  • 178楼
    2015-03-28 17:35 cartone
    引用@二胎支持 的话:果壳网变着方的为转基因正名,应该是既得利益集团无疑了。我打赌果壳网不敢放这个前几天的重大科学界新闻:世界卫生组织确认:孟山都草甘膦除草剂可能致癌新浪财经讯 北京时间3月21日下午消息,据路透社报道,世...

    看完你发的,只感觉。。。牛头不对马嘴。。。不知道两者有毛关系。。。

    [0] 评论
  • 179楼
    2015-03-28 21:30 北瓜仙子
    引用@二胎支持 的话:果壳网变着方的为转基因正名,应该是既得利益集团无疑了。我打赌果壳网不敢放这个前几天的重大科学界新闻:世界卫生组织确认:孟山都草甘膦除草剂可能致癌新浪财经讯 北京时间3月21日下午消息,据路透社报道,世...

    亲,让农民伯伯们放下除草剂看他们会怎么看你,还有除草剂和转基因有任何关系吗?一枝黄花你怕不怕?

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  • 180楼
    2015-03-30 16:31 thelight
    引用@Karlson 的话:利益其实恰恰是有助于社会的,因为没有利益,就没有人从事这个事情,适当的利益才能驱动社会进步。医生医院如果都不收钱,你觉得有益于社会吗?不,临时的暂时的不收钱,会有一定的好处,但是长期的话,就不会有人从...


    你说的很对,利益是社会进步的驱动力。

    不过,如果把利益驱动隐藏起来,披上科学进步的外衣,这时就要谨慎了。

    转基因作为一个技术,作为科学上的进步,是喜大普奔的好事。不过推动其大规模的市场化,显然不仅仅是技术的进步,而是某些利益集团的目标。

    推动市场化,赚钱,这本身也不是罪过。偏偏这些人还想打着科学的旗号,摆出一种谁不喜欢转基因谁就是反对科学进步的架势,这就有点无赖了。

    好比是,有人喜欢苹果,有人喜欢桔子。如果有人跳出来说,不肯买桔子的人就是反对科学进步,我们是不是应该揭穿这些人的商业本质?

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IvyP
IvyP 果壳作者,生物物理学硕士

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