最近的科學(xué)發(fā)現(xiàn)是否否定了教材當(dāng)中的基因突變是隨機(jī)的？
原標(biāo)題：最近的科學(xué)發(fā)現(xiàn)是否否定了教材當(dāng)中的基因突變是隨機(jī)的？
近日，一篇發(fā)表于《自然》雜志的最新論文中，一支國際研究團(tuán)隊(duì)通過對模式植物擬南芥的研究提出，突變的誕生不是完全隨機(jī)的，相反，突變出現(xiàn)的區(qū)域有著明顯的規(guī)律性。這是否是對于生物教材當(dāng)中基因突變是隨機(jī)的以及進(jìn)化的方向是由自然選擇決定的呢？
在高中生物教材《遺傳與進(jìn)化》中，對于基因突變的特點(diǎn)是這樣描述的：具有不定向性和隨機(jī)性。
但是論文的通訊作者，加州大學(xué)戴維斯分校的Grey Monroe教授表示，“但結(jié)果表明突變遠(yuǎn)不是隨機(jī)的，而這種非隨機(jī)的方式有利于植物生長。那我們來看一下他們進(jìn)行了什么樣的實(shí)驗(yàn)：
在受保護(hù)的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中種植擬南芥，這樣的環(huán)境使得 一些攜帶不利突變的個(gè)體也能存活，從而避免了自然選擇的影響——在野外，這些突變導(dǎo)致的缺陷使得植株通常無法幸存。
隨后，研究團(tuán)隊(duì)耗時(shí)3年，對數(shù)百株在這種環(huán)境中栽培的擬南芥進(jìn)行了DNA測序。結(jié)果，他們一共發(fā)現(xiàn)了超過100萬個(gè)突變。從如此眾多的突變中， 他們意外地發(fā)現(xiàn)基因組的 一些特定區(qū)域突變率明顯更低，尤其是對其生存起決定性作用的必需基因，例如參與細(xì)胞生長與基因表達(dá)的基因。相比于周圍其他區(qū)域， 基因體區(qū)域的突變率降低了50%以上，必需基因的突變率更是下降了三分之二。
因此他們判斷 基因突變并不是隨機(jī)的，但是原因是什么呢？為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象和規(guī)律呢？
Weigel補(bǔ)充道：這些區(qū)域?qū)π峦蛔兊挠泻τ绊懞苊舾小Ｒ虼?，DNA損傷修復(fù)似乎在這些區(qū)域特別有效。 這種植物已經(jīng)進(jìn)化出一種方法來保護(hù)它最重要的地方不受突變的影響。
并且 DNA包裹不同類型蛋白質(zhì)的方式也可以很好地預(yù)測一個(gè)基因是否會(huì)發(fā)生突變。
因此，針對于教材當(dāng)中對于基因突變的隨機(jī)性是基于理論假設(shè)的，即所有的堿基都有可能發(fā)生突變，因此是隨機(jī)的，但是在實(shí)際當(dāng)中，出現(xiàn)了一些其他的機(jī)制保護(hù)了重要的基因免受基因突變的影響，也就導(dǎo)致了基因突變在不同的區(qū)域的發(fā)生率其實(shí)是不一致的。
因此，對于此，我們也可以根據(jù)這一個(gè)特點(diǎn)，對以后癌癥（畸形的基因突變引起）的檢查和預(yù)測會(huì)更加的準(zhǔn)確，以及提供更好的治療方案。（因?yàn)榘┌Y的發(fā)生率也可能與遺傳有關(guān)）
但是雖然不能徹底的基因突變的隨機(jī)性給予否定，但也是對自然選擇的進(jìn)化理論進(jìn)行了修正，因?yàn)榛蛲蛔兊慕Y(jié)果并不是隨機(jī)的，因此方向也不是只由自然選擇決定的！
對于此，還需要更加廣泛的研究，因?yàn)檎撐难芯繄F(tuán)隊(duì)所用的材料主要是擬南芥： 擬南芥是一種小型開花雜草，被認(rèn)為是“植物中的實(shí)驗(yàn)室小白鼠”，因?yàn)樗幕蚪M相對較小，約有1.2億個(gè)堿基對。相比之下，人類大約有30億個(gè)堿基對。
通過研究一種小型開花雜草葉菜的基因組，對DNA突變有了新的認(rèn)識
這也更加的說明了科學(xué)是在不斷的否定與修正當(dāng)中進(jìn)行前進(jìn)的。
參考文獻(xiàn)
Mutation bias reflects natural selection in Arabidopsis thaliana
編輯：鐵杵
