在人和猿（人科）中，许多基因的数量增加（拷贝数）源于基因复制事件，但是对于新拷贝出来的基因的功能进化，我们知之甚少。最近，比利时布鲁塞尔大学的研究者运用进化分析和细胞生物学手段揭示了一个新拷贝基因适应性进化的例子。

 

CDC14B是一个细胞周期蛋白，负责编码它的基因通过转录，同时形成四个剪接子（即四个转录产物），并且这四个剪接子的翻译蛋白拥有不同的细胞定位和生物学功能。其中一个剪接子的蛋白产物在细胞分裂过程中起到固定微管的作用。而在1800万年至2500万年前，这个剪接子在普通猿类的祖先中产生了大量的CDC14Bretro蛋白（CDC14Bretro是人科动物特异的基因，现在已经知道它是通过CDD14B的mRNA逆转录而来）。然后在700万至1200万年前的非洲猿（类人猿、黑猩猩和大猩猩）的祖先中，经过快速地正向选择，导致CDC14Bretro蛋白的亚细胞地位发生了重大变化：从微管到内质网（很显然，随之而来的是功能的改变）。这个剧烈的亚细胞定位改变有希望能反映非洲猿细胞内CDC14Bretro基因的功能进化过程。与此相反，在亚洲猿（猩猩和长臂猿）中，CDC14Bretro仍然保留了祖先的蛋白定位和功能。

 

这项研究工作让人们看到了猿类特异基因的选择性取代进化与功能性蛋白的变化和适应性之间的密切关系；更为重要的是，它揭示了一种可能导致新基因功能出现的全新模式：细胞内快速的、选择性驱动蛋白亚细胞定位导致新基因功能的出现和适应性。

 

原文链接：http://biology.plosjournals.org/perlserv/?request=get-document&doi=10.1371/journal.pbio.0060140（杜亮/编译）

 

《科学新闻》 (2008年 8月 第1期 封面集锦)