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逆轉錄病毒解開人類進化之謎
逆轉錄病毒解開人類進化之謎
在過去的十年里，科學家們已經發現了古細菌系感染源的殘余，即所謂人內源性逆轉錄病毒，其事實上是由人基因組的一部分組成。曾經認為這些只是沒有活性的“垃圾”DNA， 事實上許多這些元件在人的細胞中履行一定的功能。如今，由喬治亞大學的John McDonald和國立衛生院國家生物技術信息中心的King Jordan 領導的一項新的研究首次表明，人類和黑猩猩在同一時期有過一次轉錄活性的大爆發，由此推測人和黑猩猩是在600萬年前從同一個祖先中分離出來的。這些新的研究結果有賴于逆轉錄元件，這是一種富含于人類基因組的特殊類型的轉錄元件。事實上，從更為初級靈長類到現代人，它們都有分布。這一研究的結果發表在《基因組通訊》雜志上。
幾百萬年以來，在轉錄元件和它們的宿主基因組之間一直存在著分子武器的競賽。宿主基因組不斷地進化出新的調節機制來沉默那些包括使轉錄元件進行復制的突變效果。反之，這也對轉錄元件施加了選擇壓力，促使它們進化出相應的機制來逃避這種控制。結果形成一種內部的驅動機制，來增加生物體的復雜性。就像兩個國家之間進行軍備競賽產生的新技術可以脫離并用于非軍事目的一樣，這些由于轉錄元件和宿主基因組之間的“軍備競賽”所導致的新的調節機制可以用于加速生物水平的進化。
一個相對的突然遺傳變異導致進化改變的理念由來已久。科學家們，例如后來的Stephen Jay Gould在二十多年以前提出了一種被稱為“點斷平衡機制”的學說。這一學說并沒有完全被科學家們接受，它假設進化更依賴于基因組突然的、非預期的變化，而不是達爾文提出的需要極端長期的自然選擇所導致的逐漸進化。
當達爾文的理論已經提出一個多世紀以后，用現代的工具對DNA進行分析，發現人和黑猩猩的DNA有超過95％的一致性，為突變的起源提供了線索。然而，為突然的遺傳變異尋找真正的證據卻進展緩慢。但是，通過使用系統發生統計，McDonald和King能夠區分最新的人內源性逆轉錄病毒（HERVs）和更為古老的種系。在發現人專一性逆轉錄病毒的同時，另一些研究人員認為人和黑猩猩的分歧是突然事件。同樣令人感興趣的是，人們發現最古老的HERV亞家族元件與最新出現的元件緊密相關，并且最新的元件是由最古老的元件派生出來的。作者指出：“這表明古老的HERVs家族具有能夠在長期的進化時段中保持生物活力的潛力。”
關于這些逆轉錄元件如何在人的基因組中游弋，并有可能導致形態學水平的有機體改變還只有假說。但是，越來越多的證據表明它們曾經是，并且現在仍然是驅使細胞和生物水平進化的動力。雖然這只是初步的證據，但已經表明有可能正是它們使人類成為今天的樣子。
新生命網站 2002-8-8
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