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DNA通常喜欢遵循规则。 DNA链被一些忠实地复制，副本从父母传给后代，从而推动了我们所知道的进化。但是，根据新的估计，百分之五十的基因组也是由喜欢从物种跳到物种的叛徒DNA组成的。研究人员写道，这种流氓DNA 基因组生物学 周一发表的文章，在整个生命进化过程中随机插入到这个星球上的几乎每个基因组中。它们是数百万年前一系列神秘事件的遗留物。
博士后神经遗传学和生物信息学研究员，该论文的第一作者Atma Ivancevic博士开始他的研究，试图解释为什么在动物中发现的同样的流氓DNA与海胆和人类差别很大。据我所知，地球上的大多数物种共享大量的遗传物质 - 你可能已经听说人类与黑猩猩分享了大约99％的DNA - 但这些基因是不同的，Ivancevic说。
“'跳跃基因'实际上不是基因;他们是“垃圾DNA”的非编码片段，“她说 逆 在电子邮件中。 “把它们想象成遗传寄生虫，在基因组周围跳跃，自私地复制自己，有时在物种之间跳跃。”
在过去的几年里，我们已经开始了解这些流氓DNA的功能，但我们仍然不知道它们的作用。这是跳跃基因背后的奥秘：它们是DNA痕迹的面包屑，分散在整个生命之树中。现在，多亏了这篇论文，我们终于可以找到他们是如何制造这么一团糟的。
水平转移
Ivancevic的研究发现，有两种跳跃的垃圾DNA序列可以追溯到很多物种，称为BovB和L1。研究人员将这些模式称为转座因子（TEs），因为它们在从海胆，牛到人类的动物基因中随机“复制和粘贴”。这种奇怪的过程，即TE侵入另一物种的遗传物质，被称为 水平转移.
我们对复制的标准理解描述如下 垂直转移 ，假设大多数遗传物质通常从父母传给孩子。
当你绘制一个家谱时，你通常会在父母身下吸引孩子，从某种意义上说，基因往往会以这种方式沿着几代人而生。但是有些TE会移动 水平 跨越生命之树，通过称为“载体”的信使从一个生物体的DNA“跳跃”到另一个生物体。科学家们并不完全理解物种之间的过程是如何起作用的，但他们对载体的含义有一种预感。
有些生物，如细菌，在基因的水平转移方面非常擅长，并且通常在没有载体的情况下自然地这样做。动物不能这样做，但它们可以 感染 通过细菌，然后细菌可以作为载体。该论文提出了一些可能的候选人，包括臭虫，蜱虫和蝗虫，它还提名了一些潜在的水生矢量生物，如牡蛎和海蚯蚓。正是这些载体可能将两个垃圾DNA序列BovB和L1移动到物种之间。
真正有趣的是一旦DNA到达那里会发生什么。转移事件发生后，Ivancevic和她的团队表示，DNA可以迅速复制。例如，据信BovB首先出现在蛇中，然后通过几百万年前的水平转移事件“跳”到奶牛，在那里它多次复制。可以把它想象成标准的复制粘贴，只有你一遍又一遍地控制-V。
“对我而言，最令人惊讶的不是转移，而是转移后对宿主基因组的影响，”Ivancevic说。 “现在BovB占据了牛基因组序列的25％左右。那是一个巨大的变化！“
寻找大跳跃
为了了解这些序列渗入生命树的距离，Ivancevic的团队研究了759种物种的基因组。他们发现动物中的BovB序列与蛇，牛，海胆，蝙蝠和马有很大关系（尽管蝙蝠和马的完整BovB序列数量较少）。 L1序列似乎更为普遍。虽然79种有BovB序列， 559 物种具有L1序列。从历史上看，L1被认为只是垂直转移，因此在这些不同物种中找到L1序列是一个突破。
BovB一直对研究人员感兴趣，因为它在远距离相关物种之间产生了“大跳跃”，提供了某种水平转移事件发生的证据。但是之前的分析只发现了一些L1序列发生这种大跳跃的情况，这使得研究人员得出结论，L1可能只是垂直传递。
通过施放更广泛的网，Ivancevic的团队表明，比我们曾经想过的更多的基因组跳跃。 “使用动物，植物和真菌，确实有助于使用当前数据筛选尽可能多的基因组。没有很多研究能够大规模地寻找跨王国的转移，“她说。
在559种物种中存在L1s的发现是令人信服的证据，即L1s 有 做了这么大的跳跃。该团队指出，数百万年前海洋物种中有六个先前尚未发现的L1“跳跃”作为这个垃圾基因在完全独立的王国中进入物种DNA的可能跳板。
他们写道，这些横向事件中的一个可能会将L1序列弹出一个古老的“therian”哺乳动物的祖先 - 不产卵的动物 - 在160和1.91亿年前。从那里开始，序列可以垂直传递给那些古老动物的所有后代，包括人类。虽然L1在人类中大部分是碎片化的并且不活跃，但它仍占我们基因组的17％。
这些发现说明了即使是最微小的力量也可以重塑进化。也许，数百万年前，我们最遥远的祖先之一与海栖的吸血虫发生争执 - 也许它是一种海蚯蚓 - 并以某种方式接受了随机DNA的注射。现在，数百万年后，这些变化在我们内部仍然存在，我们仍然在弄清楚他们扮演的角色。
“它显示了随机DNA交换可以影响我们的进化，”Ivancevic说。