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商量职员在受调节的实验室情形中探讨果蝇的适应进度

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为了进一步研究HMOX2
基因对藏族高原适应的功能效应,中国科学院昆明动物研究所研究员宿兵实验室对来源于青藏高原不同地理群体的47个代表性藏族个体的HMOX2
基因序列进行了重测序。研究人员发现位于HMOX2澳门新葡亰登录,澳门新葡亰娱乐官网,澳门新葡亰官方网站,
基因一号内含子上的序列多态位点rs4786504在藏族群体和包括汉族在内的世界其他群体之间存在较明显的等位基因频率差异。中性检验的结果也证明该位点的HMOX2
基因区域在藏族人群中受到了明显的达尔文正选择的作用。接下来研究人员在两个独立的藏族群体(共1,250个个体)中对HMOX2
基因进行了遗传相关性分析,发现rs4786504与藏族高原适应的表型之一血红蛋白浓度显著相关。体外功能实验进一步表明,当多态位点rs4786504为适应型C等位基因时,对应的HMOX2
表达量增加,从而可能加速体内多余血红素的代谢,有利于藏族在高海拔条件下保持相对较低的血红蛋白水平,以避免红细胞过度增殖带来的负效应。该研究的多个证据表明HMOX2
基因可以调节低氧代谢通路下游血红蛋白的代谢,实现藏族人群对高原低氧环境的遗传适应。

为了更好地了解这个非常有趣的进化领域,Vetmeduni
Vienna的一个研究小组使用了实验进化的方法。该实验的目的是研究果蝇(Drosophila
simulans)的适应过程)在精确控制的实验室环境中。科学家将苍蝇暴露在炎热的环境中(高达28C)超过60代,并使用最新的测序方法监测遗传变化。与之前的研究相反,作者能够证明许多基因参与了适应。令人惊讶的结果是不同的基因组合在不同的实验群体中产生了相似的适应性。这导致第一作者Neda
Barghi得出结论:果蝇拥有更多适应新环境条件的途径,而不是实际使用。专家称这种观察为遗传冗余。

这项关于果蝇的研究不仅代表了理论进化生物学领域的一个里程碑,而且对寻求在自然群体中展示适应过程的研究具有具体影响。通常选择的平行签名,即在几个种群中发现的选择签名,被认为是特别可靠的,人口遗传学研究所的ChristianSchltterer解释道。但是,我们的研究表明,必须彻底重新考虑这一程序,以便全面了解适应性过程。

图注:KITLG基因的两个适应性序列变异在世界人群(其中标红色的为19个亚洲人群)中的频率与纬度、紫外辐射强度以及冬季温度的相关性。

该研究得到了中科院先导B项目、科技部“973”项目、国家自然科学基金重点项目、遗传资源与进化国家重点实验室和西藏大学珠峰学者项目的资助。

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