2013-02-07

DNA「攝食」:古怪生物有一成活化基因是外來的

DNA 'ingesting': A tenth of quirky creature's active genes are foreign
http://phys.org/news/2012-11-dna-ingesting-tenth-quirky-creature.html

November 15, 2012

劍橋大學與倫敦帝國學院的一項新研究揭露,某種生物體 -- 那存活在八千萬年前且沒有性別 -- 的活化基因有多達百分之十是外來的。這種行無性生殖的生物體,蛭形輪蟲(bdelloid rotifer,下文均以原文表示),其活化基因中有十分之一是取自於細菌與其它簡單生物體,例如真菌與藻類。這些發現今日發表在 PLoS Genetics 期刊上。

Bdelloid rotifers 知名的地方在於八千萬年來均行無性生殖,它們已演化成在沒有雄性的情況下能成功地繁殖(reproduce)。許多無性生物在沒有傳統遺傳演化的優勢下已經滅絕。然而,bdelloid 藉由發展出不同的、克服無性生殖限制的奇妙方式,從而蓬勃發展。

Bdelloids 亦發展出神奇的能力,能承受淡水池近乎全乾的狀態,它們簡直就是活在乾涸中。它們能在乾燥狀態存活許多年,一旦再度獲得水,能在沒有不良作用的情況下復活。

"當我們發現將近百分之十的 bdelloids 活化基因是外來的,為一種已經很奇怪的小生物再添一筆怪事時,我們感到非常激動," Professor Alan Tunnacliffe 表示,這項劍橋大學研究的領導作者。"我們並不清楚基因轉移(gene transfer)如何發生,但那幾乎可以確定涉及攝食有機碎屑(debris)中的 DNA,那在其生活環境中滿是這種東西。Bdelloids 將把任比它們的頭還要小的東西吃掉!"

因為當 bdelloids 開始乾燥時,有些外來基因已經活化,研究者認為這些基因在 bdelloids 乾燥倖存能力中扮演了某種角色。

Professor Tunnacliffe 補充:"其他研究者已證明,bdelloids 內含強大的抗氧化劑,那幫助它們避免受到有毒氧化物的傷害,那些氧化物是脫水的副產品。這些抗氧化劑尚未確認,但我們認為在這些結果的某一些是來自於外來基因。"

為了這項研究,研究者從 bdelloid rotifers 身上萃取出所有 mRNA(信使RNA) 並將之定序,創造出此動物之活化編碼資訊的 library。利用超級電腦,他們將這些訊息與其他已知序列進行比較,並發現在許多案例中,類似的序列曾在其他生物體中找到。

然而,奇怪的是,這些其他生物體通常不是動物,而是簡單的微生物。這意味著 bdelloids 擁有不存在於其他動物身上,而是從其他微生物體取得的基因,且為 rotifer 所用。

※ 相關報導:

* Biochemical Diversification through Foreign Gene Expression in Bdelloid Rotifers
http://dx.doi.org/10.1371/journal.pgen.1003035
Chiara Boschetti, Adrian Carr, Alastair Crisp, Isobel Eyres,
Yuan Wang-Koh, Esther Lubzens, Timothy G. Barraclough,
Gos Micklem, Alan Tunnacliffe.
PLoS Genet 8(11): e1003035. (2012)
doi: 10.1371/journal.pgen.1003035
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