一种古老原虫的基因中蕴藏的秘密

   进化生物学家在对一种普通的肠内寄生虫的基因组进行研究时发现了一个惊人的秘密。根据研究结果显示,这种叫肠兰伯鞭毛虫(Giardia lamblia)的古老的原虫至少具有一个内含子。这是一段位于基因中间的"垃圾DNA"(junk DNA),它不参预蛋白质的编码。这一发现说明内含子这一遗传复杂性的标志的进化比研究人员预先设想的早了10亿年。

   多年来,进化生物学家一直在争论内含子在进化中出现的时间。尽管人们对这种片段的作用还知之甚少,但是内含子使生物体在细胞水平上变得更为复杂。因为在基因被翻译成蛋白质之前,内含子必须从RNA的拷贝中被剔除。

  原核生物(缺乏细胞核的有机体)是没有内含子的。反之,几乎所有的真核生物都有内含子。但迄今为止,专家们都还认为低级的真核生物是这个法则中的例外。贾弟虫(Giardia)正是属于这一类低级真核生物。Giardia是一种臭名昭著的生物,它可使徒步旅行者因饮用不洁的水而不幸感染痢疾。

  Mitchell Sogin及其同事在对Giardia基因组的碱基测序后发现在其基因中有内含子存在,因为这一段序列具有其他生物的内含子的特征。研究小组的成员发现,这一段35个碱基的内含子位于编码铁氧化还原蛋白的基因的中部。小组还发现了编码组成剪接体(spliceosome)的几个蛋白的基因。剪接体类似于分子的剪刀,在基因翻译成蛋白的过程中,它负责将内含子去除。Sogin认为,这些基因的存在支持了关于Giardia和其他真核生物一样具有内含子的观点。

   这一新发现发表在2月19日的美国科学院院报上。这篇文章提出内含子早在20亿年以前就存在并开始进化了,比不同的真核生物彼此分离还要早。近年来,越来越多的研究人员支持内含子的出现相对于真核生物的进化稍晚一点的观点。但这个最新的研究发现将再一次引发争论。