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单一基因或驱动单细胞到多细胞跳跃

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来源: 作者: 2019-05-16 21:26:19

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酵母菌能演变形成像雪花一样的多细胞生物体。图片来源:Courtesy of Jennifer Pentz

从单细胞生命到多细胞生物的跳跃要比人们曾经认为的简单。而且,看上去发生这类跳跃的途径不止一个。

单一基因的突变足以将单细胞的啤酒酵母变成多细胞生物体演化的“雪花”。同样,当面对吞食单细胞的捕食者时,单细胞藻类能很快演化成球形多细胞生中信银行武汉分行发行徐悲鸿诞辰120周年纪念金银章
物体。这些发现支持了一个正在兴起的观点:这类复杂度上的跳跃并不是科学家此前认为的巨大进化障碍。

在生命首次出现后的某一时刻,一些细胞聚在一起构成首个多细胞生物体。这可能发生在21亿年之前,其他的也随之而来。多细胞生物被认为独立进化了最少20次,最终形成了复杂生命,比如人类。不过,在过去两亿年间,没有任何一种已知生物体经历了这类转变,因此这个过程如何和为何发生很难研究。

2011年,美国明尼苏达大学进化生物学家William Ratcliff和Michael Travisano通过将最快沉淀的酵母菌从培养菌中取出并利用其建立新的培养菌,诱导单细胞酵母菌呈现多细胞的“雪花”形状。随后,他们不断重复这1过程。由于酵母菌群比单个细胞沉淀得快,因此这有效地挑选出了黏在一起而非在细胞分裂后分开的酵母菌。

Ratcliff在日前于芝加哥举行的天体生物科学大会上介绍说,团队的最新研究显示,这种从单细胞到多细胞存在的转变能被名为ACE2的单一基因驱动。ACE2控制了细胞分裂后子细胞的亿元以上水处理企业60家 涌现多家土壤修复企业
分离。

由于这些“雪花”以一种分枝的树状模式生长,因此任何随后产生的突变都被局限在单个分枝上。当初始的“雪花”变得太大进而破碎后,这些突变分枝能自谋生路,从而使新突变的价值在进化“竞技场”上不断接受测试。

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