两篇PNAS互撕水熊虫有无外源DNA

  缓步动物(tardigrade),更常见的俗名是“水熊虫”,因为它看起来像可爱的多腿小熊。这种微小的动物对几乎所有的东西都有抵抗力:煮,冻,辐射,丢真空——它都很难死掉,可以说是地球上最强悍的生物之一。因此,生物学界对水熊虫不仅叹为观止,而且视之为研究瑰宝,期望它会带来可与果蝇相比拟的贡献。

  年11月和年3月,《PNAS》杂志刊出了两项关于水熊虫的研究,然而这两篇文章的结论却截然相反。水熊虫这种神奇的生物其基因组中到底有没有外源DNA?外源DNA占的比例到底有没有那么大?两篇文章各执一词。

  《PNAS》年11月:水熊虫基因组近六分之一是外源DNA

  年11月23日,在《PNAS》发表的一项研究中,来自北卡罗来纳大学教堂山分校(UNC)的研究人员,对这种几乎坚不可摧的缓步动物进行了基因组测序,并发现了一些他们意想不到的事情:它们基因组的一大部分——近六分之一或百分之17.5,是来自于外源DNA。相关阅读:地球最强悍动物测序的惊人发现;《PNAS》八大热点文章。

  这项工作,不仅提出了“外源基因和水熊虫在极端环境中的生存能力之间是否存在关联?”的问题,而且进一步延伸了“DNA是如何遗传的”的传统观念。研究人员发现,水熊虫获得的约个外源基因来自于细菌,但也来自于植物、真菌和细菌,通过一个被称为水平基因转移(horizontalgenetransfer)的过程——遗传物质在物种之间交换,而不是仅从亲本那里遗传DNA。之前另一个微观动物(称为轮虫rotifer)是具有最多外源DNA的记录保持者,但其具有的外源DNA只是水熊虫的大约一半。相比之下,大多数动物的基因组中,只有百分之一的基因组来自于外源基因。

  该研究小组认为,当水熊虫处于极端的压力条件(如干燥条件或极端干燥)时,水熊虫的DNA断裂成小碎片。当细胞补充水份时,细胞膜和细胞核(DNA的保存之处),变得暂时泄漏,DNA和其他大分子可容易地通过。当细胞补充水分后,水熊虫不仅可以修复自己受损的DNA,而且也将来自不同物种的DNA嵌入自己的基因组中。

  《PNAS》年3月1日:水熊虫并无大量外源DNA

  3月1日在《PNAS》发表的一项研究发现,与之前那项研究结果相反,水熊虫并没有从其他生物获得显著比例的DNA。来自爱丁堡大学的这项新研究显示,相反,被认为是外源DNA的几乎所有物质,其实只是细菌污染。

  北卡罗来纳大学教堂山分校研究小组的结论是,六分之一——约17%的淡水缓步类动物的DNA,可能是从细菌水平转移而来,这引发了很大的争议。在这项研究之后,科学世界提出了各种猜测,认为缓步类动物有能力捕获和再利用来自其他物种的DNA。

  不久之后,爱丁堡大学的研究团队使用来自同一物种的DNA序列数据,发现此前那项研究所提出的几乎所有外源DNA,实际上属于污染。

  在这项最新的研究中,该研究团队使用新的计算工具,对两组数据进行了仔细分析。他们的研究结果表明,水熊虫的基因当中,只有不到1%可能是借自于其他物种。这一数字并不令人吃惊——甚至人类都有一些借来的基因。

  这项研究的负责人、爱丁堡大学生物科学学院的MarkBlaxter教授指出:“过去几十年里,花费很多个月解决的问题,成为全世界专家   结语

  多年来,水熊虫这种几乎“杀不死”的生物,一直是科学家们







































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