发现真菌中跳跃基因的进化优势

科学家们发现，一种感染蝾螈的真菌含有多个相同“跳跃基因”的拷贝。称为转座子的跳跃基因可以“复制和粘贴”自身并影响生物体。

大多数生物体的DNA都有一些重复部分，其中一些是跳跃基因，但这可能是有害的——并且存在防止或限制这种情况的机制。

然而，这项由埃克塞特大学MRC医学真菌学中心领导的新研究发现，这些跳跃基因在一种名为Batrachochytriumsalamandrivorans(Bsal)的真菌中可能具有进化优势。

他们不仅发现这些跳跃基因的不同版本在Bsal的基因组中重复了多次——而且该基因似乎复制了另一组基因，这些基因在它对受感染火蝾螈的影响有多严重方面发挥了作用。

Bsal和相关真菌物种感染全世界的两栖动物，并导致90多次灭绝。”

TheresaWacker，研究第一作者，埃克塞特大学

“Bsal会感染蝾螈和蝾螈的皮肤，并造成严重的伤口。

“它出现在亚洲，那里的许多蝾螈和蝾螈都有一定的耐受性，但它已经传播到欧洲，并导致欧洲蝾螈种群数量下降。

“使用新的测序技术，我们发现Bsal与相关物种相比经历了基因组扩展——也就是说，它现在拥有更大的基因组、更多的基因以及更多的‘跳跃基因’转座子。”

新研究发现，跳跃基因转座子复制和粘贴自身的能力对这种扩展做出了重大贡献。

“如果你将生物体的基因组视为蓝图，那么转座子就像有许多相同的页面，”Wacker解释道。

“而且有时候，在复制粘贴的过程中，书的其他部分也会被复制。”

似乎这种由重复跳跃基因转座子引起的复制和粘贴也放大了一些皮肤破坏基因。

拥有更多这些皮肤破坏基因可以让真菌更快地破坏蝾螈的皮肤，使其更加致命。”

资深作者RhysFarrer博士说，重复的DNA，包括跳跃基因，有时被称为“垃圾”DNA。

“大多数生物体都有一些跳跃基因转座子，”他说。

“在人类中，它们通常只占基因组的不到1%，我们有控制机制来防止这种情况上升。

“在Bsal中，重复跳跃的基因约占基因组的19%。

“转座子跳跃基因会干扰常规基因功能并给生物体带来问题——但对于Bsal来说，这似乎被优势所抵消。”

该团队现在正在进行进一步的研究。

Farrer博士说：“这种基因重复在自然界中可能比我们目前意识到的更为普遍。

“如果，正如看起来的那样，它通过使病原体更具毒性而赋予病原体进化优势，目前尚不清楚为什么这种情况并不常见。”

该研究的发现为一种主要两栖动物疾病的进化提供了新的思路，Farrer博士将其称为“范式转变”，将重复的基因组内容确定为其病理学背后的驱动力。

研究团队包括伦敦帝国理工学院的科学家，该研究由惠康基金会资助。