“自私的超基因”严重破坏基因多样性

具有传播优势，但导致长期或种群退化。

“自私的表基因”严重破坏了基因多样性。

7月7日电 美国罗彻斯特大学的生物学家首次利用群体基因组学，阐明了一种被称为隔离伪装因子(SD)的自私遗传因子的进化和后果。发表在《eLife》杂志上的论文显示，SD引起了染色体组织和遗传多样性的巨大变化。

人类基因组中充满了“自私”的遗传元素，看似对宿主没有好处，只求自我繁殖。

研究人员使用果蝇作为研究SD的模式生物。果蝇约70%的基因与导致人类疾病的基因相同，而且由于它们的繁殖周期短至不到两周，科学家可以在相对较短的时间内创造出几代果蝇。

正如孟德尔遗传定律所预期的那样，雌性果蝇会将被SD感染的染色体遗传给大约50%的后代。但是，雄性会将SD染色体传递给近100%的后代，因为SD会杀死任何不携带自私遗传元素的精子。

几十年来，研究人员已经知道SD已经进化成了一种超基因，但这是他们首次使用群体基因组学来研究SD对基因组进化的动力学、进化和长期影响。基因组学是一个完整的基因组模型，它研究群体中个体之间DNA序列的变异。

作为超基因的好处是多个基因可以共同作用，导致SD几乎完美的传递给后代。然而，正如研究人员发现的那样，超级基因有重大缺陷。

在有性生殖中，来自母亲和父亲的染色体交换遗传物质，产生每个后代独有的新的遗传组合。在大多数情况下，染色体是正确排列和交叉的。科学家们很早就认识到，通过交叉(称为重组)交换遗传物质至关重要，因为它使自然选择能够消除有害的突变，并促进有益突变的传播。

然而，自私的遗传元件通过关闭重组来确保其传递给所有后代，从而获得短期传递的优势。然而，SD并不具有前瞻性：与正常染色体相比，阻止重组会导致SD中更多有害的突变。

研究人员表示，如果没有重组，自然选择无法有效消除有害的突变，因此它们会在SD染色体上积累，这些突变可能会破坏基因的功能或调节。缺乏重组也可能导致SD染色体在进化中出现退化的迹象。

科学家几年前就判断SD可能与物种形成有关。因为这种基因专注于“自私繁殖”，会让携带它的染色体更频繁地传递给后代，甚至与“敌对势力”基因展开“军备竞赛”，然后迅速进化，通过控制后代性别进一步繁衍，等等。这也导致自私的遗传因素不仅自私地繁殖，还会造成恶劣的影响，比如扭曲性别比例，破坏生育能力，造成有害的突变，甚至导致物种大灭绝。彻底了解自私基因的真实面目，不仅是物种形成研究领域需要跨越的一道坎，也是我们了解内部遗传环境的必要环节。