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第1372章 人类之未来(2/4)

他也不可能不心动。

“seele。”

肖恩说出了这个组织的名字。

“‘魂之座’是一个从过去就一直存在的组织。

魂之座一直在幕后调控人类的发展,但是在现在,他们决定开始自行介入。”

……

学区。

巴别塔工程实验基地。

生物学家这个时候。

正在对人体的基因组进行最后的测序。

碍于条件限制,相对于原本的世界的人类基因组计划,现在的这个巴别塔工程。

实际上已经是非常的慢了。

这是现在的测绘条件不允许所造成的。

……请一点钟之后再看,努力码字ing……

生物学家在给基因组测序时发现,每个物种中都有多达13的基因似乎没有任何“父母”,也不属于任何“家族”。

不过,这些“孤儿基因”中有一部分可谓功成名就,甚至有一小部分似乎在人类大脑的演化过程中起过重要作用。

但是,它们是从哪里来的呢?

这些基因没有显而易见的祖先,就像是凭空产生的,但这显然不可能。

所有人都以为,随着我们知道的越来越多。

这些基因的“家人”就会被我们发现。

可惜,事实恰恰相反。

自从我们发现了基因,生物学家就在探索它们的起源。

生命刚刚兴起时,最初的基因想必是偶尔产生的。

不过,几乎可以肯定。

生命起源于rna世界。

因此在那个时候,基因不可能只是作为蓝图,用来制造引导化学反应的酶——基因本身当时就是酶。

如果有随机过程产生了一小段rna,能够帮助它自己更好地自我复制,那么自然选择就会立即起效。

然而,随着活细胞的演化。

事情变得好复杂。

基因变成了编码蛋白的一段dna。

要产生一种蛋白,就要先转录出相应dna的rna拷贝。

没有“dna开关”的参与,这个过程不可能发生。

所谓“dna开关”,就是dna在编码蛋白的片段之外额外多出的一小截,表达“把这段dna转录成rna”之意。

接着,rna必须进入蛋白质生产车间。

在复杂的细胞内,这个过程要求rna上带有更多额外的序列,用作标签来表示“把我翻译出来”和“从这里开始制造蛋白”等等。

如此复杂带来的一个结果就是,通过随机突变把一段垃圾dna变成一个新基因的几率,似乎会非常非常之小。

就像35年前法国生物学家弗朗索瓦.雅各布(fran??oisjacob)的著名论断所言:“靠氨基酸随意组合从头形成一个有功能的蛋白,这种可能性实际上是零。”

不过,有人提出,基因复制出错时可能产生一个单一的基因,并由此产生整个基因家族。

这个过程就好像动物界中,经过一段漫长的时间,一个物种分化出一大“家族”具有较近亲缘关系的不同物种。

在整个基因中,复制出错是常有的事。

多余的拷贝通常会丢失,但有时也会有复制品与原始基因拥有同样的功能,或者分化出一个新功能。

就拿感光色素视蛋白来说,我们眼睛里有多种视蛋白,它们不仅彼此相关,还与其他动物(从水母到昆虫)的视蛋白有亲缘关系。

在动物界已经发现了数千种不同的视蛋白基因,它们全都来自于同一个基因的复制,这个祖先基因可以追溯到大约7亿年前。

大多数基因都隶属于某个基因家族,家族中相似的基因拥有共同的祖先,可以追溯到成百上千万年前。

可是,就在大约15年前,当酵母基因组测序完成时,人们发现有大约13的酵母基因好像找不到同家族的基因。

人们用“孤儿”一词来描述那些独有的基因,或者一小组非常类似、却又没有已知同源基因的基因。

美国宾夕法尼亚州立大学研究复杂性状演化的肯.魏斯(kenweiss)说:“如果看到一个基因。

又找不到它的‘亲戚’,你就会觉得有点疑神疑鬼。”有人提出,孤儿基因就相当于遗传学中的活化石,就像腔棘鱼一样是一个古老家族中最后的幸存者。

其他人则认为,孤儿基因也没什么特别,就是普通的基因,只不过它们家族的其他成员还没有被发现。

毕竟。

全基因组测序当时也才刚刚起步。

然而,随着越来越多的生物接受基因组测序,孤儿基因找到所属家族的“大团圆”结局却很少出现。

到目前为止。

在完成测序的每一个物种中,不论是蚊子还是人,是蛔虫还是大鼠。

人们都发现了孤儿基因,并且数量还在增长。

现在,孤儿基因的研究尚在襁褓,我们对其中绝大多数基因的了解都少之又少。

我们有所了解的那一部分则涉及各种功能。

有些与dna的修复和组织有关,有些则控制着其他基因的活性。

昆虫中有一种被称为flightin的孤儿基因,编码着一种肌肉翅膀蛋白,有利于昆虫的飞行。

2012年,美国芝加哥大学的龙漫远团队公布了一项研究,发现近期演化产生的两个昆虫孤儿基因,有助于果蝇形成觅食行为。

珊瑚、水母和水螅等动物长有蛰刺细胞。

这种复杂精巧的结构一旦受到刺激,就会放出有毒的刺丝麻痹猎物,而这种细胞的发育就是由孤儿基因操纵的。

淡水水螅的口周围有摄食用的触手,触手的发育也是由孤儿基因操纵的。

北极鳕的抗冻基因也是一个孤儿基因,使这种鱼能在冰冷的北冰洋中生存。

有趣的是。

孤儿基因往往表达在睾丸和大脑中(所谓“表达”,是指基因中编码的蛋白被制造出来)。

最近,有人大胆提出猜想,人类大脑的演化或许有孤儿基因的功劳。

2011年,龙漫远及其同事鉴定出198种孤儿基因,它们表达在人类、黑猩猩和红毛猩猩的前额叶中。

这是一个与高级认知功能相关的脑区。

在这些基因中,有54个是人类独有的。

从演化的角度来说,这些都是年轻的基因,还不到2500万年,它们的出现似乎与灵长类动物前额叶扩大的时间一致。

龙漫远说:“这一点暗示,这些新基因与大脑的演化相关。”

也有批评认为,大部分基因,无论新老,在某种程度上都与大脑的运作方式有关,况且相关并不能证明存在因果关联。

不过,龙漫远引用了最近的一项动物研究来佐证他的理论。

让发育期小鼠的神经元表达人类的孤儿基因srgap2c,结果并不能让小鼠的大脑变大,但确实可以让神经细胞中与相邻细胞联系的结构──树突棘(dendriticspine)长得更密。

龙漫远主张,神经细胞间有更多的连接,或许可以增强大脑的计算能力。

所以说,这些新近演化产生的人类基因,或许已经起到过塑造人类大脑的作用。

德国马普学会演化生物学研究所的遗传学家迪特哈德.陶茨(diethardtautz)说:“我认为我们低估了孤儿基因的作用。”

淡水水螅的口周围有摄食用的触手,触手的发育就是由孤儿基因操纵的。

图片来源:33rdsquare

从零开始

但是,这些基因到底从何而来?

2003年,陶茨和一名同事提出,孤儿基因也是复制产生的,只是接下来它的演化速度很快,以至于变得面目全非,跟原来的基因已经毫无相似之处了。

而且他们确实找到了证据,似乎支持这一观点。

他们证明,果蝇中孤儿基因的演化速度比非孤儿基因快了3倍。

这样一来,孤儿基因就被塞进了“基因源于复制产生”的旧模型。

然而,后来的研究指出,只有一小部分孤儿基因的起源可以用这种理论来解释。

因此,尽管这个过程显然很重要,但它并不是孤儿基因故事的全部。
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