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Stowers医学研究所与中国北京国家生物科学研究所合作的一项新研究发现了一个自私的基因家族，这个基因家族已经存在了1亿多年——比任何已知的减数分裂驱动因子都要长10倍——这让人们对自然选择和进化如何处理这些威胁序列的既定信念产生了新的怀疑。
图片:wtf减数分裂驱动基因家族出人意料地持续了1亿多年
减数分裂驱动基因是一种自私的基因，确实是自私的。它们存在于几乎所有物种的基因组中，包括人类，它们不公平地将自己的遗传物质转移给超过一半的后代，有时会导致不育，并降低有机体的健康。由于它们的寄生潜力，在进化过程中，它们的寿命被认为是短暂的，直到现在。
Stowers医学研究所与中国北京国家生物科学研究所合作的一项新研究发现了一个自私的基因家族，这个基因家族已经存在了1亿多年——比任何已知的减数分裂驱动因子都要长10倍——这让人们对自然选择和进化如何处理这些威胁序列的既定信念产生了新的怀疑。
副研究员SaraH Zanders博士说:“人们一直认为，因为这些基因非常有害，它们不会在人群中停留很长时间。我们刚刚发现，这不是真的，基因组不能总是摆脱它们。”
减数分裂驱动因子之所以被命名，是因为它们能够获得“驱动”基因在整个基因组中的传播的能力，通常会带来负面后果。因此，自然选择是抵消自私基因的主要力量，有利于消灭恢复生育能力和物种整体健康动力的基因变异。
“自然选择从种群中移除减数分裂驱动因子的能力有限，”赞德斯说。“想象一下，举行足球队选拔赛(自然选择)，招募最好的球员(促进健康的基因)。驱动者是破坏其他玩家尝试的玩家。司机们加入球队，但并不是因为他们擅长足球。”
在一个最近的研究中，由Zanders实验室的研究人员Mickael De Carvalho博士和Guo-Song Jia博士领导的研究团队首次发现，一个名为wtf的自私基因家族不仅在裂变酵母分裂糖酵母(schizoscharomyces pombe)中蓬勃发展，而且已经遗传给了大约1.19亿年前从分裂酵母分裂出来的三种独特的酵母物种。
“这一发现特别新颖，因为一个驱动基因家族的兴盛时间至少是遗传学家认为可能的10倍。”
在减数分裂过程中，产生精子和卵子等生殖细胞的特殊细胞分裂过程中，来自双亲的一组染色体的遗传物质的遗传几率是50/50，或者每个生殖细胞的遗传几率是相等的。
酵母菌中的减数分裂驱动因子实际上是一种更强大的遗传寄生虫。wtf基因家族是减数分裂的杀手基因;它们不仅将自私基因传递给超过50%的后代，还会破坏不继承驱动基因的生殖细胞(或酵母中的孢子)。
基因组中的自然选择通常会通过偏爱抑制或抑制驱动的基因，从而将一个物种从自私的基因中拯救出来，使其变得无用。wtf基因家族如何避开抑制很大程度上是由于它们的快速突变率。
这种坚持改变了我们对一个物种如何克服不孕不育增加的看法，不孕不育通常会导致物种灭绝。它还改变了科学家在不同物种(包括人类)中寻找和识别自私基因家族的方式。
“直到现在，当在基因组中寻找候选驱动时，我不会考虑‘老’基因作为一种可能性，”Zanders说。“由于自私基因是进化的主要驱动因素，这一新发现为思考驱动因素如何对基因组进化产生持久、长期的影响打开了大门。”
其他作者包括Ananya Nidamangala Srinivasa、R. Blake Billmyre博士、Jeffery J. Lange博士和Ibrahim M. Sabbarini。
本研究由国家卫生研究院新创新者奖(奖项:DP2GM132936)资助，Stowers医学研究所、中国科技部和北京市政府的机构支持。内容仅由作者负责，不一定代表NIH的官方观点。
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