美科学家为大肠杆菌注入5亿岁远古基因(图)

邓文龙

美科学家为大肠杆菌注入5亿岁远古基因(图)

2012年07月16日 07:31  新浪科技

美国科学家成功“复活”5亿岁的EF-Tu基因并将其注入现代大肠杆菌



含有远古基因的大肠杆菌目前已繁殖了1000代
　　天体生物学博士后研究员贝图尔-卡卡尔表示：“这个经过改造的生物健康状况不及它的现代版，至少最初是这种情况。但随着时间的流逝和不断变异，它逐渐适应，变得越发强壮。”
科幻大片《侏罗纪公园》剧照。片中，科学家利用远古DNA复活恐龙
这种新细菌快速变异，一些变异体比当前的细菌更强壮更健康

　　新浪科技讯 北京时间12-7月16日消息，据国外媒体报道，在美国佐治亚州理工学院进行的一项实验中，科学家成功“复活”5亿岁的EF-Tu基因并将其注入现代大肠杆菌。目前，这种细菌已经繁殖了1000代。面对这项实验，人们不免联想到史蒂文-斯皮尔伯格执导的科幻大片《侏罗纪公园》中复活恐龙的情节。

　　科学家希望对这种“远古”细菌进行研究，确定其到底以与最初相同的方式进化，还是进化成一种新生物。研究小组成员、美国宇航局天体生物学博士后研究员贝图尔-卡卡尔表示：“形象地说，我们是在倒带和重放生命的‘分子磁带’。”

　　科学家发现这种新细菌快速变异，一些变异体比当前的细菌更强壮更健康。卡卡尔说：“观察古代基因在现代生物内如何发生变异的能力允许我们确定，曾经走过的进化轨迹到底是发生重复还是适应新环境并沿着另一条道路进化。这个经过改造的生物健康状况不及它的现代版，至少最初是这种情况。但随着时间的流逝和不断变异，它逐渐适应，变得越发强壮。”

　　在繁殖500代后，这种新细菌的生长速度开始加快。科学家对所有8个谱系的基因组进行了排序，以了解细菌如何进化。研究结果显示不仅健康状况提高到接近现代版的程度，一些谱系甚至比现代版更强壮。经过进一步研究，科学家发现真正导致不断变异的因素并非EF-Tu基因，而是现代蛋白质与这种EF-Tu发生的交互作用，促使细菌快速适应并提高健康状况。

　　简单地说，EF-Tu基因并没有发生变异，成为更接近现代版的状态。不过，这种细菌找到了一条新的进化轨迹并很快适应。在宇航局最近举行的国际天体生物学会以上，科学家公布了他们的发现。他们将继续对新的后代进行研究，以确定蛋白质到底是延续此前的轨迹，还是选择一条新道路。卡卡尔说：“我们认为这项研究将帮助我们解答进化学和分子生物学方面一些长久以来困扰科学家的疑问。例如，我们希望确定一种生物的历史是否会限制它的未来；进化是否始终指向一个单一而明确的点；对于一个给定的问题，进化是否拥有多种解决方案。”(孝文)

邓文龙

现代生物体内观察5亿岁基因进化

2012年07月13日 07:15

来源：中国科技网         作者：华凌

本报讯（记者华凌）一个正在制作的“5亿年项目”，不是在电影屏幕上播放的“侏罗纪公园”，而是发生在一所大学的实验室里。据物理学家组织网7月12日（北京时间）报道，美国乔治亚理工学院的研究人员通过被称为“古实验进化的过程”，将一个5亿岁的基因复活后插入现代大肠杆菌的细菌中，观察其超过1000代的进化过程。该研究结果公布于最近举行的美国航空航天局国际天体生物学科学大会上。

2008年，该校生物学副教授埃里克·戈谢成功地测定了古代延伸因子EF-Tu的基因排序（EF-Tu也是大肠杆菌中的一个基本蛋白）。他说：“这接近于可以得到分子生命磁带的倒带和重放，让我们看到一个古老基因在现代生物体中是否会重复自己、重演进化轨迹，或生命能适应不同的路径。”

研究人员将古老基因EF-Tu放置于现代大肠杆菌染色体的正确顺序和正确位置，从而制造出8个相同的菌株，并让其生长。这个由既现代又古老的基因嵌合组成的细菌存活了，但比其相对应的现代基因成长速度要慢上两倍左右。

但这一含新老组合的菌株最终生长后，不仅健康水平提高到近乎现代的水准，甚至变得比其现代同类更健康。研究人员进一步观察发现，EF-Tu基因并没有突变成现代形式。反而是大肠杆菌内的现代EF-Tu蛋白在与古老基因EF-Tu交互作用中发生了突变，这些突变增加了细菌的机体健康。

他们接下来将继续研究新一代的进化，观察这个蛋白质是遵循其历史的发展路径，还是采用一种完全不同的生存新路径。研究人员表示，研究这一进程能解决一些进化和分子生物学中长期存在的问题。其中包括：一个有机生命的历史是否会限制其未来；进化是否总是导致一个单一的、明确的点；或者演化是否会对一个问题给出多种解决方案。

总编辑圈点

基因在不断的自我复制中，会产生突变现象，形成新的遗传性状，其中，有利于生存与繁殖的遗传性状会变得越来越普遍，有害的则越来越稀少。简单说来，这就是生物进化的过程。由于环境的不断变化，决定了进化是一个难以复制的漫长过程，环境的不同，可能导致进化走向完全不同的方向。因此，与其把这个在人为控制环境下的实验称为“分子生命磁带的倒带和重放”，不如叫做某种“推演”更为合适。再者，也很难讲这样的“穿越”究竟和真实的进化史还有多大的关系。