今天的許多海洋無脊椎動物的染色體具有與6億多年前從原始祖先那里繼承下來的古老結(jié)構(gòu)
（神秘的地球uux.cn報道）據(jù)cnBeta：根據(jù)一項新研究，今天的許多海動物的染的古許多海洋無脊椎動物，包括海綿和水母，洋無億多太原外圍預(yù)約（外圍平臺）外圍外圍上門外圍女（電話微信181-8279-1445）一二線城市外圍預(yù)約、空姐、模特、留學(xué)生、熟女、白領(lǐng)、老師、優(yōu)質(zhì)資源它們的色體始祖染色體具有與6億多年前從原始祖先那里繼承下來的古老結(jié)構(gòu)。這一驚奇的年前發(fā)現(xiàn)提醒我們，進化是從原承下保守的--它保留了運作良好的東西，比如染色體上的先那基因組織--并且提供了今天活著的生物，包括人類，繼老結(jié)和我們非常遙遠(yuǎn)的今天脊椎具祖先之間的一個關(guān)鍵聯(lián)系。
該研究的許多海動物的染的古資深作者、加州大學(xué)伯克利分校分子和細(xì)胞生物學(xué)系的洋無億多馬特拉-福斯凱特-布朗講座教授Daniel Rokhsar說：“它強調(diào)，即使在像染色體這樣基本的色體始祖東西上，不同的年前動物也彼此相似。這就是從原承下為什么我們可以從研究果蠅、線蟲、先那水母和其他‘簡單’模型系統(tǒng)中學(xué)習(xí)到如此多的太原外圍預(yù)約（外圍平臺）外圍外圍上門外圍女（電話微信181-8279-1445）一二線城市外圍預(yù)約、空姐、模特、留學(xué)生、熟女、白領(lǐng)、老師、優(yōu)質(zhì)資源人類生物學(xué)知識的原因之一--這是因為所有動物的基本統(tǒng)一性。我們對動物多樣性的學(xué)習(xí)會影響我們對自己的思考。”
該研究結(jié)果發(fā)表在《科學(xué)進展》雜志上。
新的分析預(yù)測，第一批多細(xì)胞動物在29對古老的染色體單元中攜帶其基因。隨著第一批動物在海洋中出現(xiàn)并演化成多樣化的無脊椎動物，從海綿到蠕蟲再到人類，這些染色體中有許多在5億年中保持完整。
作為比較，人類現(xiàn)在有23對染色體，總共46條，是自最早的動物以來兩次復(fù)制和多次合并以及染色體重排的結(jié)果。
這項研究由Rokhsar和奧地利維也納大學(xué)的Oleg Simakov領(lǐng)導(dǎo)，是第一次比較來自不同動物的基因的染色體位置，如海綿、水母、海扇和其他水生無脊椎動物，從而可以推斷出祖先的組織并研究染色體組織的罕見變化。雖然這種分析已經(jīng)對果蠅和許多脊椎動物（包括人類）進行了分析，但直到最近才確定了各種無脊椎動物的染色體尺度的基因組。
進化是保守的
由于越來越先進的技術(shù)可以識別哪些基因在染色體蜷縮在細(xì)胞核內(nèi)時彼此接近，科學(xué)家在過去幾年中已經(jīng)開始將基因分配給幾種無脊椎動物的染色體。佛羅里達文昌魚，Branchiostoma floridae，一種嬌小的的海洋生物；扇貝，Patinopecten yessoensis；淡水海綿，Ephydatia muelleri；以及火水母，Rhopilema esculentum，一種刺胞動物。Rokhsar、Simakov和他們的團隊通過確定第五種動物的染色體序列，即水螅（Hydra vulgaris），另一種網(wǎng)狀動物的染色體序列，擴展了這一集合。
“我們發(fā)現(xiàn)的是顯著的。如果你把這五個物種相互比較，你會發(fā)現(xiàn)有廣泛的保護；在許多情況下，整個染色體或大塊的染色體一直在一起。”他說：“海綿中的整條染色體可能對應(yīng)于水母中的一條染色體。它們的組織方式并不完全相同--在不同的物種中，基因的順序不同--但是在這些漫長的時間尺度上，一個染色體的行為就像一個基因袋，從前寒武紀(jì)的動物生命開始，就一直保持著它的完整性。”
一旦他們發(fā)現(xiàn)，在他們的無脊椎動物樣本中，基因傾向于在同一染色體上保持在一起--這被稱為“合成”--他們預(yù)測其他無脊椎動物也會如此，包括海膽和各種蠕蟲和軟體動物。當(dāng)他們觀察這些生物的染色體時，他們發(fā)現(xiàn)各條染色體的DNA有類似的保存。所有這些似乎都可以追溯到早期動物祖先中存在的相同的29對染色體。
這對人類和其他脊椎動物意味著什么？
“如果你把文昌魚和扇貝，然后是很多不同的脊椎動物的代表--不同種類的魚，如燈魚、雞等等--進行比較，你可以看到有18個不同的基因組似乎總是粘在一起，”Rokhsar說，他也是陳·扎克伯格生物中心的調(diào)查員和勞倫斯伯克利國家實驗室的聯(lián)合基因組研究所的成員。“它們總是在同一片DNA上一起旅行，因此最簡單的解釋是原脊椎動物祖先中有18條祖先染色體。”
Rokhsar和他的團隊長期以來一直懷疑，染色體比人們想象的要保存得更多。在過去的20年里，他和他的小組對各種動物的基因組進行了測序和分析，包括一種海鞘、一種胎生動物、一種長槍魚以及海綿、鞭毛蟲、海葵、章魚、橡子蟲、水蛭、肢蟲和多毛蟲各一個不同種類。雖然早期的"草案"基因組經(jīng)常是支離破碎的，但它們還是顯示出有跡象表明在不同的動物中存在著古老的保守的基因組。允許確定整個染色體的較新技術(shù)已經(jīng)證實了這些早期的假說。
盡管經(jīng)歷了數(shù)億年的獨立進化，不同的無脊椎動物的基因還是如此忠實地組合在一起，這一事實可能表明，基因在染色體之間跳來跳去比科學(xué)家從對脊椎動物的研究中推測的要難得多，脊椎動物的基因更頻繁地重新排列，可能是因為遺傳漂移。
"像文昌魚這樣的動物生活在巨大的種群中，具有染色體重排的罕見突變體處于不利地位，通常會消亡，而在小的、細(xì)分的種群中，這在哺乳動物中更為典型，重排更有可能生存和傳播。這是一個假說，"Rokhsar說。
另外，可能有一些未知的原因，為什么一組基因必須保持在一起。一個著名的例子是Hox基因，它決定了動物胚胎的哪一端形成頭部，哪一端形成尾部，以及兩者之間的所有分級。在大多數(shù)無脊椎動物中，這些基因都聚集在一條染色體上，這種聚集對它們在發(fā)育過程中的部署很重要。然而，這些基因的功能集群可能是一個例外，目前還沒有證據(jù)表明最近的研究中發(fā)現(xiàn)的集群在功能上有關(guān)聯(lián)，Rokhsar說。
染色體的簡單保存止于無脊椎動物，因為在脊椎動物進化的早期，整個基因組在導(dǎo)致有頜脊椎動物的世系中被復(fù)制了兩次，這個群體包括哺乳動物、鳥類、爬行動物、兩棲動物和大多數(shù)魚類。在這些大規(guī)模復(fù)制的過程中，一系列的染色體重組形成了最早的有頜脊椎動物的基因組，最終產(chǎn)生了人類。然而，通過追蹤最早的脊椎動物進化過程中從一個染色體轉(zhuǎn)移到另一個染色體的基因組，Rokhsar和合作者能夠跨越脊椎動物和反脊椎動物的鴻溝，將最早的動物染色體與當(dāng)代脊椎動物的染色體連接起來。
“其中一件很酷的事情是，一旦我們推斷出這些古老的原染色體并在生命樹上組織它們，那么我們就可以進行預(yù)測。”他說：“如果你去對其他一些基因組進行測序，我們預(yù)測你將不可避免地發(fā)現(xiàn)這些基因在同一染色體上混在一起。與物理學(xué)或化學(xué)不同，你通常不能在生物學(xué)中進行這種預(yù)測。但是現(xiàn)在，從某種意義上說，我們從這種比較中知道了一些關(guān)于幾乎所有動物基因組的情況。”

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