2011年
首页  新闻中心  2011年

《科学时报》:复旦科学家假说:为后生动物进化研究提供新思路

发表时间:2011-07-10  |  阅读次数:358次  |  字体大小 [ ]


 

复旦大学科研人员经一年多潜心研究,对目前世界生命科学研究领域“后生动物进化过程中酪氨酸丢失是自然选择作用的结果”这一权威观点进行修正,提出 “后生动物进化过程中,偏向性突变是导致酪氨酸丢失的主要原因”新假说,这一假说为酪氨酸激酶调控网络系统进化及生物体表型复杂性进化的研究提供了新的思路。

由复旦大学生命科学学院、生物医学研究院副教授苏志熙和博士生黄伟,在长江学者谷迅教授指导下完成的研究成果,日前已发表在最新一期的《科学》杂志上。

苏志熙等经研究实验,提出的新假说认为,后生动物进化过程中,基因组DNA“组成成分”向高GC(鸟嘌呤和胞嘧啶)含量的偏向性突变是导致酪氨酸丢失的主要原因,而这种非选择性的酪氨酸丢失过程才是促使酪氨酸激酶信号通路以及相应的后生动物机体复杂性进化的原始动力。

《科学》杂志的审稿人认为,苏志熙等的假说不仅解释了多细胞进化过程中绝大部分的蛋白质氨基酸的变化规律,也提出了领鞭毛虫的复杂酪氨酸激酶网络形成的可能机制,是一个更令人信服的假说。

与原生动物相对,一切由多细胞构成的动物,均称为后生动物,而原生动物是动物界中最低等的一类真核单细胞动物,其个体由单个细胞组成。研究发现,酪氨酸激酶调控网络对后生动物进化有重大作用。在生命起源中,酪氨酸激酶调控只在多细胞动物中进行,而随着多细胞动物复杂性的不断增加,酪氨酸激酶调控网络的演化越来越复杂。因此被科学界公认是导致多细胞动物复杂性演化的重要机制。

但科学家发现,有一种介于真菌和多细胞动物之间的微小水生原生动物领鞭毛虫是目前已知的唯一例外。研究证明,领鞭毛虫的酪氨酸激酶基因竟高达128种,比在人类中发现的多38种。

酪氨酸激酶网络是如何在小小的领鞭毛虫身上演化的?它为何会演化出比人还复杂的酪氨酸激酶系统?这些都是细胞信号转导网络研究领域令人着迷的未解之谜。

加拿大西纳山医院教授Tony Pawson在2009年与同事Gary Bader以及来自英国癌症研究院的Rune Linding等在《科学》杂志发表题为《后生动物进化过程中酪氨酸丢失的自然选择作用》的文章。文章认为,在后生动物进化过程中,生物体受到自然选择作用,选择性地丢失蛋白质中的酪氨酸,即“通过去除潜在的有害磷酸化位点这一机制来适应酪氨酸激酶信号通路的复杂性进化,从而促进了多细胞动物本身的复杂性的进化,如演化出各种不同的细胞类型,组织,器官等”。

然而,苏志熙等认为,Tony Pawson教授等的假说不能解释其他氨基酸在多细胞动物进化过程中的变化规律,更不能解释为什么领鞭毛虫有如此复杂的酪氨酸激酶网络系统。

转自《科学时报》

Top