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疣猴亚科食性适应性进化机制研究获进展
  文章来源:科学时报 记者 张雯雯 发布时间:2009-11-10 【字号: 小  中  大   

  胰核糖核酸酶(RNASE1)是非常重要的消化酶,是研究基因进化以及新功能产生的一个重要基因家族。近日,中国科学院昆明动物研究所张亚平院士和云南大学研究员于黎、硕士研究生王小燕等,对疣猴亚科7个属共15个代表物种的RNASE1基因进行了系统和深入的研究,揭示RNASE1基因重复在疣猴亚科亚洲叶猴和非洲叶猴分歧之后发生,支持独立重复假说而非一次重复假说。这项研究工作得到了国际同行的高度评价:“这项研究不只对疣猴亚科物种的研究非常重要,而且对于其他灵长类以及更广的科学领域也尤为重要。”

  据悉,早期进化分析表明,RNASE1基因重复与灵长目疣猴亚科物种适应以树叶为食的功能紧密相关。然而,关于RNASE1基因重复在疣猴亚科亚洲叶猴和非洲叶猴中的进化模式目前存在着两种截然不同的假说:一是美国密歇根大学生态与进化生物学系张建之等在2006年基于基因全长分析提出的独立重复假说,即RNASE1基因重复发生在亚洲叶猴和非洲叶猴分歧之后,在亚洲叶猴和非洲叶猴中独立产生;二是美国爱荷华州大学遗传发育和细胞生物学系古迅等在2009年基于编码区分析提出的一次重复假说,即基因重复发生在亚洲叶猴和非洲叶猴分歧之前,并认为基于非编码区和基因全长分析得到的独立重复假说是由于频繁的基因转换造成的。

  基于此,于黎和张亚平等通过增加疣猴亚科各属代表物种,对RNASE1基因进行研究,与以往只基于少量疣猴亚科代表物种的研究对比,该研究结果发现,基于编码区、非编码区和基因全长构建的系统发育树,都支持RNASE1基因重复发生在亚洲叶猴和非洲叶猴物种形成之后,即独立重复假说。而且,没有发现明显的基因转换证据,并不支持一次重复假说中提出的基因转换在疣猴亚科RNASE1进化中起重要作用的观点。此外,选择压力分析也在重复基因拷贝的祖先枝上检测到了正选择作用。同时,该分析还检测到了以前研究中没有发现的正选择位点和平行替换位点,这为后续的功能实验奠定了基础。该研究结果不仅提供了更为清晰的疣猴亚科RNASE1基因进化模式,而且更为全面地了解了疣猴亚科物种独特的以树叶为食的适应性进化遗传基础。

  该研究结果已于近日在线发表于国际学术期刊《分子生物学与进化》(Molecular Biology and Evolution)。

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