內源共生假設研究取得新進展

2020-11-27 生物谷

2016年10月22日/

生物谷

BIOON/--俄羅斯託木斯克國立大學生態學與生物多樣性副教授Roberto Cazzolla Gatti博士2015年在上傳到生命科學預印本網站

BioRxiv

上的一篇論文和2016年3月發表在

Biologia

期刊上的一篇論文中提出了內源共生（endogenosymbiosis）---如「基因

載體

」（病毒、逆轉錄病毒和噬菌體）在與它們的宿主的內共生關係中分享它們的部分基因組的能力---的觀點。

這種假設是在1967年Lynn Margulis提出的用來解釋促使我們的星球上生命多樣性擴大的另一個過程中的內共生（endosymbiosis）觀點之後出現的。

Cazzolla Gatti博士在他的假設中聲稱：「有性繁殖和寄生在進化上的這種主要的可能原因也代表著生物多樣性的起源。」換言之，他提出有性繁殖作為抵抗新的基因變異引入細胞DNA（在DNA修復系統的支持下）中的一種保守系統發揮作用，相反，物種進化僅當這種保守系統不能區分宿主基因組中來自與它們的宿主建立共生關係的專性「寄生」組分（病毒和噬菌體）的DNA（和RNA）時才能發生。Cazzolla Gatti寫道，「作為兩種平行的進化路線---有性繁殖和寄生，有性繁殖似乎維持內源共生所導致的多樣性。在有性繁殖中，物種能夠緩慢地和長時間地適應外界因素，自我調整，但是不會產生新的東西。相反，寄生會讓基因序列出現急劇變化而導致物種形成。」

這種觀點挑戰了基於突變-適應模式漸變論的常規自然選擇模型，為Niles Eldredge和Stephen Jay Gould提出的間斷平衡理論（punctuated equilibrium theory）提供更多的支持。

如今，兩項獨立的發表在

eLife

期刊上的研究從經驗上證實了Cazzolla Gatti提出的假設，並且給予它一種新的進化理論的地位。

來自美國波士頓學院的Jamie E. Henzy博士和Welkin E. Johnson博士已證實一個被稱作「含有三角形四肽重複序列的幹擾素誘導蛋白（interferon-induced proteins with tetratricopeptide repeats）」的抗病毒基因家族的複雜進化歷史受到哺乳動物宿主和它們的很多病毒之間持續性相互作用的影響。

來自美國史丹福大學的David Enard博士和同事們估計針對人

蛋白質組

中的在哺乳動物之間保守的部分，病毒促進將近30%的適應性胺基酸變化。他們的結果提示著病毒是哺乳動物和人類蛋白質組中最為主要的進化變化促進者之一。

Cazzolla Gatti博士聲稱， 「不僅細胞器能夠與其他的細胞形成共生關係，而且來自共生寄生物的完整

遺傳

物質能夠被包含在宿主DNA中，改變基因表達和導致物種形成過程。」

在此之前，人們估計7%～8%的人類基因組攜帶著來自內源性逆轉錄病毒的大約10萬個DNA片段。但是，當前，研究人員認為這是一種低估，來自外部來源的內源性

遺傳

物質數量可能更高，而且可能是進化的一種更加重要的促進者。（生物谷 Bioon.com）

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1. A new idea on the evolution of biodiversity

BioRxiv, doi:10.1101/019828

2. A conceptual model of new hypothesis on the evolution of biodiversity

Biologia, doi:10.1515/biolog-2016-0032

3. Viruses are a dominant driver of protein adaptation in mammals

eLife, doi:10.7554/eLife.12469

4. Host-virus interactions: Phylogenetic sleuthing reveals pair of paralogous genes

eLife, doi:10.7554/eLife.17224

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