《PloS遺傳學》：科學家首次發(fā)現無功能性基因“復活”

　　美國、西班牙、德國和意大利科學家近日研究了一個克羅恩氏病相關基因后發(fā)現，這種基因在4000萬年前失去功能之后，又于2000萬年前“復活”。相關論文已于3月6日發(fā)表在《公共科學圖書館•遺傳學》(PLoS Genetics)上。

　　這一基因稱為免疫相關鳥苷三磷酸酶基因(IRGM)，似乎很久之前已經在舊世界和新世界猴的祖先身上被摧毀了。不過當潛伏在基因組中的逆轉錄病毒將自身插入該基因中后，它在人類和類人猿共同祖先體內成功復活。

　　美國華盛頓大學人類遺傳學家Evan Eichler表示：“這可能是第一個復活基因的例子，概率就好比閃電2次擊中同一個地點。”

　　在多數哺乳動物中，IRGM是一個基因大家族中的成員，這一大家族中的基因被認為有助于消滅病原體，比如有關肺結核的細菌，這種細菌會侵入宿主細胞，并在其中繁衍。但是在人類和一些靈長類中，這一基因大家族消亡到只剩2名成員，IRGM 和IRGC。現在還不清楚人類是如何在失去了如此多的IRGM(家族基因)后生存下來的，相比較而言，缺乏這些基因的小鼠(比正常小鼠)更容易受到感染。

　　有理由懷疑IRGM在人體中可能起重要的作用，不過，研究人員已經發(fā)現，一些人的IRGM基因前部帶有一個缺失，這可能改變該基因的表達并增加克羅恩氏病風險，克羅恩氏病是一種有害的消化系統(tǒng)自體免疫病。

　　在本周在《公共科學圖書館•遺傳學》發(fā)表的文章中，Eichler和他的同事對比了人類和其他靈長類的IRGM序列。研究人員發(fā)現，分散在人類基因組中的重復DNA的一小段碎片，已經在約4000萬年前插入了舊世界和新世界猴的共同祖先基因中。這一插入滅活了IRGM，廢止了該基因形成功能性蛋白質的能力。

　　接著，大約2000萬年之后，在人類和猿類祖先體內的一種逆轉錄病毒恰好插入了同樣的位置，這使得該IRGM基因再次獲得產生蛋白質的能力。

　　Eichler表示，仍然存在如下這種可能性——即這一切只是偶然事件，人類IRGM蛋白質沒有任何實際功能。不過他補充說，IRGM變體與克羅恩氏病的關系表明，該基因能在免疫系統(tǒng)中發(fā)揮作用。

　　目前，IRGM是唯一已知在其進化歷史上曾被殺死之后又復活的基因。丹麥奧胡斯大學群體遺傳學家Mikkel Schierup說：“這是一個非常奇怪的我們將只能碰見一次的特例，還是具有更普遍重要性的例子?或許我們將很快知道答案，因為我們正在得到更多的比較性遺傳數據。”

　　Schierup表示，這一發(fā)現模糊了基因和稱為“假基因”之間的界限，“假基因”是指那些被突變摧毀的無功能性基因殘留。Schierup說：“研究表明，假基因實際上有一些作用——它們有重新發(fā)揮功能的潛力。”