现代生物体内观察5亿岁基因进化

中国科技网,2012年07月13日, 作者： 华凌

中国科技网讯 一个正在制作的“5亿年项目”，不是在电影屏幕上播放的“侏罗纪公园”，而是发生在一所大学的实验室里。据物理学家组织网7月12日（北京时间）报道，美国乔治亚理工学院的研究人员通过被称为“古实验进化的过程”，将一个5亿岁的基因复活后插入现代大肠杆菌的细菌中，观察其超过1000代的进化过程。该研究结果公布于最近举行的美国航空航天局国际天体生物学科学大会上。

2008年，该校生物学副教授埃里克·戈谢成功地测定了古代延伸因子EF-Tu的基因排序（EF-Tu也是大肠杆菌中的一个基本蛋白）。他说：“这接近于可以得到分子生命磁带的倒带和重放，让我们看到一个古老基因在现代生物体中是否会重复自己、重演进化轨迹，或生命能适应不同的路径。”

研究人员将古老基因EF-Tu放置于现代大肠杆菌染色体的正确顺序和正确位置，从而制造出8个相同的菌株，并让其生长。这个由既现代又古老的基因嵌合组成的细菌存活了，但比其相对应的现代基因成长速度要慢上两倍左右。

但这一含新老组合的菌株最终生长后，不仅健康水平提高到近乎现代的水准，甚至变得比其现代同类更健康。研究人员进一步观察发现，EF-Tu基因并没有突变成现代形式。反而是大肠杆菌内的现代EF-Tu蛋白在与古老基因EF-Tu交互作用中发生了突变，这些突变增加了细菌的机体健康。

他们接下来将继续研究新一代的进化，观察这个蛋白质是遵循其历史的发展路径，还是采用一种完全不同的生存新路径。研究人员表示，研究这一进程能解决一些进化和分子生物学中长期存在的问题。其中包括：一个有机生命的历史是否会限制其未来；进化是否总是导致一个单一的、明确的点；或者演化是否会对一个问题给出多种解决方案。（记者 华凌）

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基因在不断的自我复制中，会产生突变现象，形成新的遗传性状，其中，有利于生存与繁殖的遗传性状会变得越来越普遍，有害的则越来越稀少。简单说来，这就是生物进化的过程。由于环境的不断变化，决定了进化是一个难以复制的漫长过程，环境的不同，可能导致进化走向完全不同的方向。因此，与其把这个在人为控制环境下的实验称为“分子生命磁带的倒带和重放”，不如叫做某种“推演”更为合适。再者，也很难讲这样的“穿越”究竟和真实的进化史还有多大的关系。