这并不是《侏罗纪公园》里虚构的情节——美国一个科研小组日前借助计算机程序,重组出一组类似地鼠的古动物的基因,认为它是包括人类在内所有有胎盘哺乳动物的祖先。该研究可能帮助科学家推演哺乳动物DNA历经了怎样的演变过程,才在最后进化到人。
如果你想追溯人类进化史,必须对我们的直系祖先的基因耳熟能详。迄今为止,获取这些信息最好的办法,是重组完好保存的化石的DNA。但是由于化石中的DNA往往退化至不堪使用,复原古代基因的情节更多出现在流行科普小说中,而没多少人愿意在实验室里埋头做这样的“苦工”。为了更好地解决这一矛盾,美国加州大学圣克鲁兹分校的生物学家David Haussler和同事一起,开始利用计算机而不是化石进行古生物研究。研究小组首先从人类、猪和老鼠等19种现代有胎盘的哺乳动物着手,并且将一段它们共有、共计110万个核苷酸的DNA数据编入计算机程序,并将研究结果发表在12月份出版的《基因组研究》(Genome Research)上。
该计算机程序假设,如果类似的DNA序列在一组哺乳动物身上出现,它必定同时出现在其祖先身上。由于哺乳动物的基因序列各不相同,研究小组制定了一套复杂的标准,用于判定哪种基因序列最可能代表它们的祖先。例如其中一条这样表述:一个物种的基因序列,与它在进化树上的祖先类似。例如人们早已知道,狐猴在进化树上的位置远比刺猬靠前,所以它的基因就比刺猬高级得多。研究小组设计了一个“进化模拟程序”,把重组所得的古动物基因序列输入其中,用它推演现生哺乳动物基因的相似性。推演结果证实,研究小组重组的古动物基因,正确性达98%。
Haussler说,这项研究取得大量令人惊讶的结论。例如其中一项指出和古代动物相比,啮齿动物保留下来的“新”DNA比人类多两倍。这意味着和基因突变较少的啮齿动物相比,人类的血统延续经历了远要剧烈的变化。Haussler研究小组同时发现,在所有生物物种中,有些“非译码DNA”(或称“垃圾DNA”)的序列随着时间推移逐渐隐藏起来,这为“DNA对于生存至关重要”的理论提供了更为有力的证据。
美国北卡罗来纳州杜兰市杜克大学的进化生物学家Greg Wray说:“这是一种非常有意义的研究方法,为人类进化研究提供了丰富的信息。”他认为这种方法将被更多科学家采用,“届时人们回顾起这篇论文时会说:‘我们从那开始取得了真正的进展’。” (刘英楠)