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我們都是基改生物

關於生物遺傳,我們一向著重基因在世代間的傳遞。例如我們的基因組來自父母、祖父母,以及曾祖父母。不過,生物也可以透過「水平轉移」機制獲得新基因,例如微生物的「抗藥性基因」。
 
 
 
關於生物遺傳,我們一向著重垂直轉移,也就是基因在世代間的傳遞。例如我們的基因組來自父母、祖父母,以及曾祖父母。現生物種中,我們與非洲黑猩猩血緣最近,基因組來自同一祖先,最晚600萬年前才分別演化。

不過,生物也可以透過「水平轉移」機制獲得新奇的基因。例如令公衛專家憂心的微生物「抗藥性基因」,便會透過水平轉移機制傳播到不同品種,甚至不同物種。不過,水平轉移機制在複雜生物的演化中扮演的角色並沒有受到重視。學者熟悉的少數例子,限於昆蟲從真菌或細菌取得基因,以合成保護色素或解毒劑;或是其他無脊椎動物從寄生或共生微生物取得基因。脊椎動物的例子很少。即使有人報導在人類基因組裡發現了水平轉移的基因,學界反應仍以懷疑為主。

最近,英國劍橋大學的一個團隊分析了果蠅、線蟲、靈長類等合計26個物種的高品質基因組資料,並以較簡易的方法分析了其他14個物種的基因組。結果,他們發現了幾十個、甚至上百個水平轉移的基因,大部分是涉及代謝機轉的酶。分析結果顯示,果蠅與線蟲一直透過這一機制取得外源基因。但是靈長類(包括人)的外源基因大部分都非常古老,大約都是在脊索動物的共祖出現後、靈長類共祖出現前獲得的。他們除了釐清先前在人類基因組中發現的17個外源基因外,另外發現了至少128個新的例子。至於外源基因的來源,則是細菌與原生生物。

總之,雖然真核生物基因組中的外源基因數量比較少,但是並不罕見。例如ABO血型源自一種糖基轉移酶基因(GT6),這個基因可能來自細菌,原始功能在促進細菌與脊椎動物的互利共生。

參考資料
  1. Crisp, A. et al. (2015) Expression of multiple horizontally acquired genes is a hallmark of both vertebrate and invertebrate genomes. Genome Biology, 16(50), doi :10.1186 / s13059 - 015- 0607-3.
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