7亿年的进化之谜，竟由海绵揭开？
新研究发现：人类基因组中驱动基因表达的“增强子”的作用机制与来自大堡礁的果冻状海绵相同。
Emily Wong博士及Mathias Francois副教授。
近日，澳大利亚新南威尔士大学的研究人员在《科学》杂志上发表论文称，人类基因组中驱动基因表达的“增强子”的作用机制与来自大堡礁的远古果冻状海绵相同。因此，这种机制（是动物界中物种多样性的关键）在7亿年的漫长进化过程中保持了保守性。
论文的通讯作者、澳大利亚Victor Chang心脏研究所的Emily Wong说：“这次发现对于进化及遗传疾病的理解意义重大，我们此前根本不敢想象。我们在赫伦岛附近的大堡礁收集了海绵样本，从中提取了DNA样本并将其注射到斑马鱼胚胎的单个细胞中。随后，我们用数百个胚胎重复了这一过程，同时也插入了来自人类和小鼠的小DNA样本。”
研究人员主要关注的是被称为‘增强子’的重要区域。“仅仅根据基因组序列来寻找‘增强子’就像在漆黑的房间里寻找电灯开关。这就是为什么此前我们一直没有在动物界发现保守的DNA序列‘增强子’。”Wong博士说。
尽管经过数百万年的进化，海绵和人类之间的相似性早已所剩无几。但该团队却在两种生物中发现了一套控制基因表达的相似基因组指令。“这一结果令人震惊，”Wong博士说。
在分子生物学领域，控制基因表达的DNA片段难以发现、难以理解几乎是公认事实。因此，尽管它们构成了人类基因组的重要组成部分，研究人员对这种遗传“暗物质”的了解仍处于起步阶段。
论文通讯作者、纪念研究所的Mathias Francois副教授评价道：“研究人员聚焦的古老基因不仅对神经系统极其重要，还促成了心脏发育中另一重要基因的形成。人类基因组这本生命指令手册非常复杂，而且还在不断变化。这项研究能够帮助我们更好地‘阅读’并理解这本手册。”
虽然研究人员还没能完全破译基因组相关谜团，但这项研究帮助他们在解码生命编程语言的路途上迈出了重要一步。它所提供的新知识将进一步推动未来跨医学、技术和生命科学领域的研究。
编译：雷鑫宇
审稿：西莫
责编：陈之涵
期刊来源：《科学》
期刊编号：0036-8075
原文链接：
https://phys.org/news/2020-11-sea-sponge-scientists-unravel-million-year-old.html
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