DNA在动物物种之间跳跃。 没有人知道经常

为了在北极和南极洲周围的寒冷海洋水域生存，海洋生物进化了许多对致命感冒的防御。一种常见的适应是能够制造防止冰晶生长在血液，组织和细胞中的抗冻蛋白（AFP）的能力。这是一种解决方案，它反复和独立地发展，而不仅仅是在鱼类中，而且在植物，真菌和细菌中。

这并不令人惊讶的是，鲱鱼和冶炼，两组鱼通常漫游大西洋和太平洋的最北端，都制作了一步。但是，甚至很奇怪，这两种鱼都是用同样的AFP基因这样做 - 特别是因为他们的祖先在超过2.5亿年前发散而且基因没有与他们相关的所有其他鱼类。

遗传趋势的3月纸张持有非正统的解释：通过从鲱鱼的直接水平转移来成为味道基因组的一部分。由于鲱鱼和闻到，因此，由于许多失败的尝试表明，它并非杂交。鲱鱼基因在正常的性途径外进入熔炼基因组。

在安大略省女王大学的分子生物学家Laurie Graham和涉及论文的主要作者，他知道她在争论将基因直接转移到另一种鱼中的直接转移。这种水平DNA运动曾经没有想到任何动物，更不用说脊椎动物。尽管如此，她和她的同事越多研究了冶炼，就可以更清晰地证明了。

冶炼也是独一无二的。最近的一系列动物的研究 - 其他鱼类，爬行动物，鸟类和哺乳动物 - 指向类似的结论：DNA的外侧遗传，曾经被认为是微生物排他性的，发生在整个生命之树的树枝上。

俄勒冈州波特兰芦苇学院的进化基因组家莎拉·····萨克认为，即使在科学家中，这些横向转移仍然有“一个非常大的哇因子”，“因为这么长时间的传统智慧是不太可能或不可能的真核生物。“但冶炼发现和其他最近的例子都指向水平转移在演化中发挥着影响力的作用。

回到2000年代初，格雷厄姆在她的实验室领导者佩德斯的方向上学习了法官，当时她被浓缩蛋白的基因对鲱鱼产生的一种防冻基因的不可思议的相似之处。基因的内含子 - 延伸的非编码DNA，通常比编码区更快地突变 - 超过95％相同。 “我们可以提出的唯一结论是基因水平转移，”她说。

但是当团队试图发布他们的发现时，他们面临着显着的推动力。 “我们在杂志之后将其发送到日记，我们真的不得不争取它，”她回忆道。他们的时间可能是不幸的。 2001年，描述新测序的人类基因组的主要文件之一是基于对某些动物基因组的比较来从细菌中转移水平基因的非凡索赔。这些权利要求通过工作迅速驳斥，表明细菌和人类之间的种类谱系曾经有过这种基因但失去了它们。

“然后我们来了，试图发表这个问题，这是一个人们所说的气候，”这些索赔是铺位的，“格雷厄姆说。即使纸张最终在2008年由PLOS举行，结论是怀疑的。 “大概有一个关于我们领域的一半人说，'哦！这真的很酷！“另一半说，'不。我们不相信你，“”她说。

他们发现的难以理解是可以理解的，因为真核生物中水平转移的障碍看起来不可逾越。水平转移在细菌中是常见的且易于细菌的，其DNA在其细胞质内。如果DNA片段可以通过细菌的细胞壁和膜来使其粘附到基因组中的含量并不多。但真核生物将它们的基因组在第二个屏障内，细胞核和大部分时间内，它们的DNA紧密凝结成染色体，限制剪接到基因组中的机会。此外，对于水平转移以在真核物种中建立自己，它不能融入任何细胞的DNA;它需要最终在生殖器中，被转移到后代并持续在一般人群中。这一事件链似乎很不可能对许多科学家来说都不敏感。

不要被吓倒，格雷厄姆和她的同事探讨了更深。通过在细菌中克隆大块浓斑的基因组，他们确定冶炼只有一个AFP基因。当他们用公开的基因组序列看着其他鱼的相应基因组区域时，他们发现没有AFP基因的痕迹，甚至没有缺陷的痕迹，尽管在那里侧翼的基因阵列。 “这表明这是一个进来的东西;她解释说，这是一个新的抵达。“ “然而，我们仍然有人说，”不，我们不买它“。

最后，在2019年，公布了鲱鱼基因组的全序列。它让团队更好地检查AFP基因周围的序列，其中一些似乎是可转换元素（TES或ressposons），可以在基因组中复制和粘贴自己的DNA的移动大块。鲱鱼基因组持有这些特色的许多副本，但它们不存在其他鱼 - 一个讲述异常。其中三个以鲱鱼AFP基因周围看到的相同顺序侧翼了彩虹闻到的AFP基因。

格雷厄姆认为这些序列是“明确的证明”，鲱鱼染色体的一小块成功地进入了冶炼。 “如果有人想争执这一点，”她说，“你知道，我看不到他们可能的可能性。”

Corcell大学的基因组生物学家CédricFeschotte，他不参与研究，同意。 “当你看待数据时，看起来难以理解，”他说。然而，真正有趣的是，这是如何找到他和他人正在进行的转换元素和新基因的兴起的工作中的那种方法。

例如，在2008年在国家科学院的诉讼程序中的研究中，他和他的同事发现了一种在不同脊椎动物组中发现的新型TE，包括少量哺乳动物，爬行动物和两栖动物。这些物种在这些物种中的比例相同96％，但奇怪的是其他研究的基因组。因为这些元素似乎突然出现在不知之外，因此Feschotte和他的同事被称为空间入侵者（旋转）元素，并得出结论，他们必须最近在杂物谱系之间水平移动。这些TES不仅仅是其新宿主中的遗传噪声，例如：例如，通过共同纺丝元素酶获得全新的官能基因。

自2008年旋转纸以来，报告了动物之间的数千种其他水平TE转移。虽然这些推定的水平转移最初令人惊讶地遇到，但随着Graham的AFP基因是，证据现在不可否认。

对于上下文，值得注意的是，水平转移可能很难检测到：随着时间的推移，在原始和接收者谱系中累积的更多突变，掩盖了共享基因中的相似性。证明基因已经水平转移也取决于证明它不曾出现在其他相关物种中，然后通过演变丢失，当其中一些物种灭绝时，这可能是困难的。

“实际水平转移的速度可能很多，比我们意识到要高得多，”Schaack说。

虽然没有人知道法国巴黎 - 萨莱大学的脊椎动物细胞，吉尔伯特之间的DNA吉尔伯特在法国的进化生物学家之间的频率，但他的同事们发现了至少975个转移，当他们筛选了在Genbank在Engank上公开使用的307个脊椎动物基因组在2017年。在这种数据中，这些转移在鱼类之间产生了绝大多数。近94％的转移涉及射线炸鱼;不到3％的鸟类或哺乳动物。

“我仍然非常困惑，关于这是可能的，”他说。

一个解释可以遵守鲱鱼的着名旺盛的产卵努力。 “如果你在飞机上飞行，你瞧不起他们产卵的海岸线，水是乳白色的颜色，因为在交配过程中有这么多的精子，”格雷厄姆说。绝大多数精子未发现鸡蛋，降解，并释放他们的DNA。