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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)
  • 211楼
    2015-03-30 17:23 thelight
    引用@Karlson 的话:甚至,我们是不是说电灯之于油灯,电灯的推广就是为了利益呢?汽车之于马车,汽车就是纯为了利益?...


    有些人在鼓吹转基因的时候,喜欢说什么“非洲饥民”需要转基因来提高产量,喜欢说孩子们缺乏维生素所以要推广“黄金大米”,喜欢说用了转基因就可以减少农药减少病虫害......

    在电灯、汽车进入人们生活的时候,也有这么多大忽悠吗?

    遇到大忽悠,最好是揭穿他们。让科学保持科学原本的样子,让技术进步以正常的方式进入人们的生活,而不是被大忽悠们忽悠进来。



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  • 212楼
    2015-03-30 17:23 thelight
    引用@我自飞扬_已被使用 的话:没办法 打狗只是副业 另外树稻草人是脑残反转狗的常见伎俩 估计你也给不出我“挺转”的证据 因为在果壳我没说过转基因“好”


    既然你不是挺转,就别闹了。


    [0] 评论
  • 213楼
    2015-03-30 17:26 thelight
    引用@Karlson 的话:我们吃的东西,几千年几万年前的基因和现在存在很大的差别,我不怕这种差别...

    你不怕这种差别,我佩服你。不过,不能因此而认为别人也不应该怕,对不对?

    这世界有很多勇敢的人,有愿意尝试新东西的人。

    这世界也有很多不愿意尝试新东西的人,原有的传统的东西已经足够好,为什么要逼着大家都来尝试新的呢?

    强迫别人是不对的。


    [0] 评论
  • 214楼
    2015-03-30 17:29 我自飞扬_已被使用
    引用@thelight 的话: 既然你不是挺转,就别闹了。

    看来你脑容量果然不够啊,只能想到“挺转”和“反转”

    我被顶到前边的楼说的很清楚,我一直在反各种脑残反转,

    反转请你拿出科学的证据来,我支持,扯利益的不要来果壳,这个科普网站 不是给你分析阴谋论的 没有科学证据的就闭嘴 省的被喷

    [2] 评论
  • 215楼
    2015-03-30 17:31 thelight
    引用@Karlson 的话:我们在反转的时候,大多数人是人云亦云,其实真正应该反的是太空种子,那是宇宙辐射诱变,具有不可预知性,但是在主流媒体的赞美下,我们太空种子竟然没人反对。那么现在人工有目的的植入已知特性的基因就更不需要担心了.....

    你提出的“宇宙辐射诱变”的危险性,是有道理的。不过,如果因此认为“人工有目的的植入已知特性的基因就更不需要担心”,就没道理了。

    举个例子。氢化植物油在刚刚进入人们生活时,也被认为是“已知特性”,被认为是动物脂肪的安全的替代品。过了几十年,人们才发现这种东西对健康的不良作用。

    这说明,有些问题,需要很长时间才能下结论。对于转基因,也应该慎重,甚至更慎重。

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  • 216楼
    2015-03-30 17:32 thelight
    引用@我自飞扬_已被使用 的话:看来你脑容量果然不够啊,只能想到“挺转”和“反转”我被顶到前边的楼说的很清楚,我一直在反各种脑残反转,反转请你拿出科学的证据来,我支持,扯利益的不要来果壳,这个科普网站 不是给你分析阴谋论的 没有科学...


    既然不不挺转,就别闹了。

    [0] 评论
  • 217楼
    2015-03-30 17:34 Two_CaO_Kerman

    看来确实有人是单纯地反挺转……

    这种逻辑真的好嘛……

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  • 218楼
    2015-03-30 17:35 我自飞扬_已被使用
    引用@thelight 的话: 既然不不挺转,就别闹了。

    脑残果然不能晓之以理啊 事实证明跟他讲道理是没有用的,各位壳友替我见证一下哈


    [1] 评论
  • 219楼
    2015-03-30 17:36 我自飞扬_已被使用
    引用@Adobe_Kerman 的话:看来确实有人是单纯地反挺转……这种逻辑真的好嘛……

    这种“单纯”的反转。才让人怀疑其动机“不单纯”

    [0] 评论
  • 220楼
    2015-03-30 17:36 thelight
    引用@Karlson 的话:两大阵营,基于什么目的而争论,我不关心,两者可以从科学层面展开讨论甚至论战,但是非得扣上利益这顶莫须有的帽子,我觉得我们就脱离了讨论的本来目的了,也没必要讨论了...


    这么说貌似公允,其实并不合适。

    在转基因问题的背后,明明涌动着巨大的商业利益。罔顾这种利益对转基因商品化的推动,不合适。

    换个角度。如果仅仅讨论是否应该发展转基因技术,中国是否应该加大对转基因研究的科研投入,这个问题是“可以从科学层面展开讨论甚至论战”,这才是一个可以在科学层面展开讨论的问题。

    如果要谈转基因的市场化,就要看清楚,谁掌握专利,谁掌握种子,谁会赚到钱。

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  • 221楼
    2015-03-30 17:37 Two_CaO_Kerman
    引用@我自飞扬_已被使用 的话:这种“单纯”的反转。才让人怀疑其动机“不单纯”

    www

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  • 222楼
    2015-03-30 17:38 thelight
    引用@我自飞扬_已被使用 的话:这种“单纯”的反转。才让人怀疑其动机“不单纯”


    你那么明白地表现出来“反”反转,你的动机很“纯洁”吗?


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  • 223楼
    2015-03-30 17:40 我自飞扬_已被使用
    引用@thelight 的话: 你那么明白地表现出来“反”反转,你的动机很“纯洁”吗?

    没办法 我这么做有理有据 大伙看得到

    [0] 评论
  • 224楼
    2015-03-30 17:51 Two_CaO_Kerman

    科研人员表示很心塞,研究新科技都被民众扣个赚黑心钱大高帽子。

    TMD你哪只眼看见我们拿钱了?!说的就跟我们工资比你高似的。。。

    赶脚呵呵哒……

    【我就看看】

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  • 225楼
    2015-03-30 17:56 Two_CaO_Kerman
    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。

    是被FDA认定非法的那个组织得出的么。。。

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  • 226楼
    2015-03-30 17:56 我自飞扬_已被使用

    各种树稻草人是脑残反转狗的常见伎俩 真是忍不了

    [1] 评论
  • 227楼
    2015-03-30 18:01 我自飞扬_已被使用

    常见各种神脑补给果壳泼的脏水

    “吹得神乎其神,好像世界没有他就崩陷一样,拼命让老百姓对他丧失戒心,鼓励大家都吃”
    “不肯买桔子的人就是反对科学进步”
    “原有的传统的东西已经足够好,为什么要逼着大家都来尝试新的呢”

    这一个个稻草人树的飞起啊 别的不敢说,果壳要是敢发文章这么说话我第一个去喷~~~

    [2] 评论
  • 228楼
    2015-03-30 18:02 Two_CaO_Kerman

    已拉黑无脑喷= =

    毫无逻辑的人就任其自生自灭吧www

    [0] 评论
  • 229楼
    2015-03-30 18:04 Two_CaO_Kerman
    引用@我自飞扬_已被使用 的话:常见各种神脑补给果壳泼的脏水“吹得神乎其神,好像世界没有他就崩陷一样,拼命让老百姓对他丧失戒心,鼓励大家都吃”“不肯买桔子的人就是反对科学进步”“原有的传统的东西已经足够好,为什么要逼着大家都来尝试新...

    重点在于“原有的东西已经足够好”……真的么……

    这是真不知道非洲友人们的苦难啊……

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  • 230楼
    2015-03-30 18:05 我自飞扬_已被使用
    引用@Adobe_Kerman 的话:重点在于“原有的东西已经足够好”……真的么……这是真不知道非洲友人们的苦难啊……

    是不是是一回事,有没有是另一回事 两者相互独立

    [0] 评论
  • 231楼
    2015-03-30 19:11 Karlson
    引用@thelight 的话:有点长,一点一点慢慢看。先说这句话吧:貌似没人说过转基因是为了科学而不赚钱吧?貌似挺转的人 习惯于 强调转基因是科学进步 而 避而不谈 其 商业利益这一面吧。其实,商人为自己脸上贴金,也是正常的行为,...

    说个例子,埃博拉药物的研究,正因为利益小,所以没人愿意去研究。但是研究出来的,你是愿意相信这个药物的目的是治疗埃博拉,还是相信这个药物的研发目的是为了挣钱呢?包括我们常用的产品在内,没有哪个宣传会说我的目的是为了挣钱,而只说其功效。实际上,要是不能带来好处,你的目的也没人愿意帮你达成。要是能让更多的人受益,那么更多的人也愿意让你赚钱。

    但是,相反的,反转时不时说转基因是为了利益,那么我想知道,如果不为利益,反转基因人士愿意为传统种子提供什么呢?免费农药?更低毒的农药?用量更少的农药?或者贫瘠土地上结出更多产物的种子?或者盐碱地、污染地也能安全生产的种子?如果做不到,那为什么要质疑转基因的目的,甚至不惜给它扣上目的纯属赚钱的帽子呢?

    [3] 评论
  • 232楼
    2015-03-30 19:41 Two_CaO_Kerman
    引用@Karlson 的话:说个例子,埃博拉药物的研究,正因为利益小,所以没人愿意去研究。但是研究出来的,你是愿意相信这个药物的目的是治疗埃博拉,还是相信这个药物的研发目的是为了挣钱呢?包括我们常用的产品在内,没有哪个宣传会说我...

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  • 233楼
    2015-03-30 21:21 thelight
    引用@Karlson 的话:说个例子,埃博拉药物的研究,正因为利益小,所以没人愿意去研究。但是研究出来的,你是愿意相信这个药物的目的是治疗埃博拉,还是相信这个药物的研发目的是为了挣钱呢?包括我们常用的产品在内,没有哪个宣传会说我...

    你说的例子不错。

    不过,你有没有注意到,挺转的人特别忌讳别人指出转基因市场化与商业利益的关系。其它需要研究、开发的东西,有这么怕别人说的吗?

    制药公司从来不怕别人在背后指指点点,把利益摆在了明处。商人在商言商,很容易理解。

    转基因的怪异之处在于,明明是要搞市场化推广,明明是要用专利方式来垄断、挣钱,偏偏还想摆出一副为科学进步而呐喊的样子,所以才会招人厌恶。


    [0] 评论
  • 234楼
    2015-03-30 21:23 thelight
    引用@我自飞扬_已被使用 的话:没办法 我这么做有理有据 大伙看得到

    看到了,你就是蹲在转基因店家门口的看门狗,谁看转基因不顺眼,你就冲上来咬一阵。


    [1] 评论
  • 235楼
    2015-03-30 21:31 我自飞扬_已被使用
    引用@thelight 的话:看到了,你就是蹲在转基因店家门口的看门狗,谁看转基因不顺眼,你就冲上来咬一阵。

    反转果然都是脑残讲不通道理 然而你们在果壳并没有市场 我两楼都在首页 你们这些狗除了汪汪叫 还能做些什么呢?

    [0] 评论
  • 236楼
    2015-03-30 21:33 thelight
    引用@我自飞扬_已被使用 的话:反转果然都是脑残讲不通道理 然而你们在果壳并没有市场 我两楼都在首页 你们这些狗除了汪汪叫 还能做些什么呢?

    好像是你比较喜欢叫吧,一而再,再而三

    [1] 评论
  • 237楼
    2015-03-30 21:37 我自飞扬_已被使用
    引用@thelight 的话:好像是你比较喜欢叫吧,一而再,再而三

    呵呵没办法 我除了讲理还会打狗

    对讲理的壳友我就好好讲道理 所以才这么多人支持我

    对自己跳出来找打的狗 我也绝不姑息

    [1] 评论
  • 238楼
    2015-03-31 11:33 Karlson
    引用@thelight 的话:你说的例子不错。不过,你有没有注意到,挺转的人特别忌讳别人指出转基因市场化与商业利益的关系。其它需要研究、开发的东西,有这么怕别人说的吗?制药公司从来不怕别人在背后指指点点,把利益摆在了明处。商人在商...

    说白了,还是莫须有
    1. 商业利益,我不想多讲,但又不得不多讲。你要求转基因在宣传的时候,先高喊一句“我是为了赚钱”,这谁也做不到。但是没做到,不等于就是隐藏了逐利目的。之前我说的埃博拉药物就是例子,治疗埃博拉的药物,也不会高喊我这是为了利益。但是谁会说他们是为了利益呢?但是这个标准做法,到了转基因这事儿上,就变成了故意隐藏逐利目的。还不说埃博拉药物,就我们所有的产品在宣传的时候,都不可能这么做。所以不要用双重标准来要求转基因。说挺转的故意隐藏逐利目的,这个没有任何统计数据来证明,可能和你说的几个人,他们没有高喊“转基因是为了赚钱”,所以你觉得受不了。那么反转是为了什么呢?我只一点要求,你要转基因放弃利益可以,那么传统种子也要做出牺牲,你们免费或低价提供低毒甚至无毒农药、免费或低价提供丰产抗病耐寒耐旱耐涝……的种子,只有这样才能证明转基因就是tmd赤裸裸的为了钱。

    2. 有关垄断,其实也是杞人忧天。首先,我不说反垄断法。就说怎么应对垄断,应对垄断,不是害怕它,拒绝它,而是要学习它,超越它。现在我国也有大批的人在研究转基因。如果我们不愿意接受转基因,那么他们也没动力,那么我们的种子市场一定会被欧美垄断。就像我们现在,如果不从科学的层面去理解、辨别、论证、检验转基因,而是对转基因如洪水猛兽。那么我们一定会被垄断压的抬不起头。

    3. 挣钱还是科学,科学给人类带来便利,那么利益的回报是必然的也是必须的,否则谁愿意去探索?还不说不赚钱,就被专利被剽窃了,我都不想继续搞下去了,为人作嫁,你愿意吗?但是无论我多么醉心于科技,我也不是神仙,我也有生存生活甚至生活的更好的需求。要求科学人当圣人,太荒谬了。

    [2] 评论
  • 239楼
    2015-03-31 12:43 Karlson
    引用@thelight 的话: 有些人在鼓吹转基因的时候,喜欢说什么“非洲饥民”需要转基因来提高产量,喜欢说孩子们缺乏维生素所以要推广“黄金大米”,喜欢说用了转基因就可以减少农药减少病虫害......在电灯、汽车进入人们生活的时候...

    说非洲,说维生素,说减少农药的施用,都是有根据,有数据的,如果这些不能说,你要说什么呢?而后面你说的要谈实际的科技,要让科技以其本来面目呈现。可是这非洲、维生素、减少农药施用,那就是科学所表现出来的,能让不懂这更高深的科技的人能切身看到,实际感受到的东西。如果这还不算正常进入的话,那我不知道要怎么宣传汽车,才能让马车的拥趸者相信汽车的好处。我说速度快,说成本低,说载重多,你都说我是忽悠,请告诉我,我该如何宣传我的汽车吧?

    [2] 评论
  • 240楼
    2015-04-01 10:26 thelight
    引用@Karlson 的话: 说白了,还是莫须有
    1. 商业利益,我不想多讲,但又不得不多讲。你要求转基因在宣传的时候,先高喊一句“我是为了赚钱”,这谁也做不到。但是没做到,不等于就是隐藏了逐利目的。之前我说的埃博拉药物就是例子,治疗埃博拉的药物,也不会高喊我这是为了利益。但是谁会说他们是为了利益呢?但是这个标准做法,到了转基因这事儿上,就变成了故意隐藏逐利目的。还不说埃博拉药物,就我们所有的产品在宣传的时候,都不可能这么做。所以不要用双重标准来要求转基因。说挺转的故意隐藏逐利目的,这个没有任何统计数据来证明,可能和你说的几个人,他们没有高喊“转基因是为了赚钱”,所以你觉得受不了。那么反转是为了什么呢?我只一点要求,你要转基因放弃利益可以,那么传统种子也要做出牺牲,你们免费或低价提供低毒甚至无毒农药、免费或低价提供丰产抗病耐寒耐旱耐涝……的种子,只有这样才能证明转基因就是tmd赤裸裸的为了钱。

    2. 有关垄断,其实也是杞人忧天。首先,我不说反垄断法。就说怎么应对垄断,应对垄断,不是害怕它,拒绝它,而是要学习它,超越它。现在我国也有大批的人在研究转基因。如果我们不愿意接受转基因,那么他们也没动力,那么我们的种子市场一定会被欧美垄断。就像我们现在,如果不从科学的层面去理解、辨别、论证、检验转基因,而是对转基因如洪水猛兽。那么我们一定会被垄断压的抬不起头。

    3. 挣钱还是科学,科学给人类带来便利,那么利益的回报是必然的也是必须的,否则谁愿意去探索?还不说不赚钱,就被专利被剽窃了,我都不想继续搞下去了,为人作嫁,你愿意吗?但是无论我多么醉心于科技,我也不是神仙,我也有生存生活甚至生活的更好的需求。要求科学人当圣人,太荒谬了。

    ...

    写的太长,实在看不下去。可否简略些?

    每段只谈第一句。

    第一段

    你说:说白了,还是莫须有

    你用错了“莫须有”这个词。现实是,商业利益确实有,而且很重要,并不是“莫须有”。

    第二段

    你说:商业利益,我不想多讲,但又不得不多讲。你要求转基因在宣传的时候,先高喊一句“我是为了赚钱”,这谁也做不到

    你是在曲解我的此前说法。商业利益可以有,也确实有,也应该有,也可以不“先高喊一句......”,但是不应该在别人指出存在商业利益的时候气急败坏、恼羞成怒、放狗出来咬人。最后几个字不是指你,是调侃前面那个乱叫的。

    第三段

    你说:有关垄断,其实也是杞人忧天。首先,我不说反垄断法。就说怎么应对垄断,应对垄断,不是害怕它,拒绝它,而是要学习它,超越它。

    我支持你的意见。研究转基因,掌握转基因技术,这是我们应该做的。不如我们一起以这种方式“挺转”,如何。

    第四段

    你说:挣钱还是科学,科学给人类带来便利,那么利益的回报是必然的也是必须的,否则谁愿意去探索?

    同第二段的意见。在科学上继续进行研究,在市场上以商业的方式推广,而不是以科学的名义推广商业活动。




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IvyP 果壳作者,生物物理学硕士

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