基因和基因組加倍在進化過程中起了重要作用。1970年,Ohno提出脊椎動物進化早期的兩次基因組加倍導致了脊椎動物基因組大小和復雜性的增加,同時也為脊椎動物的進化多樣性提供了基礎。大量的比較基因組學研究顯示,真骨魚類還經歷了第三次基因組加倍,這一加倍被稱為魚類特有的基因組加倍。然而,在物種形成過程中重復基因伴隨著特異的保留或缺失。2011年,中國科學院水生生物研究所何舜平研究員學科組通過對五種真骨魚類中經過魚類特有的基因組加倍后產生的1500個發生重復的基因家族進行了深入研究,并揭示了重復基因的保留和缺失在這五種魚類中是普遍存在的。
研究人員從斑馬魚、三刺魚、青鳉、紅鰭東方鲀和斑點綠河豚的23155個基因家族中,使用基于拓撲結構的方法,鑒定到1500個發生加倍的基因家族。其中,90.4%的基因家族顯示出特異的保留或缺失,而9.6%的基因家族同時保留了所有的拷貝。研究結果還揭示了不同物種中不同基因的保留與其所處的系統發育位置以及物種間的親緣關系有關。這些結果說明,特有重復基因的保留和缺失在真骨魚類中是普遍存在的,而且重復基因的缺失在特有的真骨魚類加倍后的幾百萬年持續發生。這一過程可能與真骨魚類的多樣化密切相關。該研究還以Hox基因為例,詳細介紹了Hox基因家族在真骨魚類中的保留與缺失。
這一研究結果發表在InTech出版社出版的Gene Duplication 一書中,題為Duplicated Gene Evolution Following Whole-Genome Duplication in Teleost Fish (Chapter 2)。目前,該書所有章節的下載總量達57447次,該文章下載量達3005次,列所有21個章節的第3位。
真骨魚類多樣化過程中重復基因特異的保留和缺失
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