研究：人類基因與海綿最接近 http://www.cdnews.com.tw　2010-08-07 17:20:17

陳淑娟/整理　

　法新社雪梨6日電：人類可能是猩猩的後代；但澳洲科學家發現人類與海底生物更相近的證據。一項研究指出，海綿動物有7成基因與人類相同。

　世界遺產大堡礁的海綿基因序列顯示，這種古老的海洋動物有許多基因跟人類相同，包括與疾病與癌症相關的基因。

　昆士蘭大學（University of Queensland）領導研究的迪克南（Bernard Degnan）說，研究結果「可解釋一連串差異」，並可為癌症與幹細胞研究的突破奠定基礎。他並說：「這可能會影響我們對幹細胞的看法，以及如何將海綿運用在未來醫學。」

　研究本周發表於「自然」（Nature）期刊，是國際科學家團隊5年以上的研究成果。

 

《Nature》聚焦与人类基因相同的其它动物基因生物通 www.ebiotrade.com
【字体： 大 中 小 】 www.ebiotrade.com 时间：2010年08月12日 来源：生物通
编辑推荐：生物通 www.ebiotrade.com
　　来自著名的加州大学伯克利分校，美国能源部联合基因组研究所等处的研究人员联合发表了大堡礁海绵Amphimedon queenslandica的基因组草图，同时还有比较基因组分析结果，从这一基因组中，研究人员找到了与人类基因组相似的基因，研究成果公布在《Nature》杂志上。 最新《肽分离技术》产品手册，免费索取中>> >> 　　
生物通报道：来自著名的加州大学伯克利分校，美国能源部联合基因组研究所等处的研究人员联合发表了大堡礁海绵Amphimedon queenslandica的基因组草图，同时还有比较基因组分析结果，从这一基因组中，研究人员找到了与人类基因组相似的基因，研究成果公布在《Nature》杂志上。生物通 www.ebiotrade.com
海绵被认为处在动物界最早的分支上，是“真”动物或“真后生动物”的一个姐妹类群。因此，海绵对多细胞性起源的研究做出了重要贡献。
在这篇文章中，研究人员完成了大堡礁海绵基因组测序草图，结果显示其中包含约1.8万个基因。海绵6亿多年前就出现在地球上，是已知最古老的多细胞动物，研究人员也在其基因组中找到了一些帮助单细胞动物进化为多细胞动物的关键基因，如指导细胞互相粘在一起的基因，以及使多个细胞能协调一致生长的基因。 生物通 www.ebiotrade.com
虽然海绵结构简单，没有神经和肌肉等组织，研究人员还是在其基因组中发现了与高等动物体内指导神经与肌肉活动基因相似的基因。研究人员认为，海绵基因组的复杂程度说明进化成海绵的上一级动物比以前认为的更复杂，这将改变人们对多细胞动物起源的传统看法。
如何选择更合适的DNA聚合酶，请看“Stratagene DNA聚合酶选择指南”生物通 www.ebiotrade.com
基因组分析结果表明，大堡礁海绵基因组在内容、结构和组织上都与其他动物基因组非常相似，并且显示了与动物的起源和早期演化相关的基因组事件，包括“泛后生动物”转录因子、信号通道和结构基因的出现、扩张和分化。
除此之外，研究人员还发现这一海绵基因组序列与人类有7成相同的基因，虽然比例远低于大猩猩的8成4，或黑猩猩的8成7，但由于这7成的相同基因其中包部分疾病及癌症，因此可望会对癌症的治疗带来重大的突破，促成癌症治疗及干细胞研究的新突破，也可探讨以“海绵实验”取代动物实验的可能性。生物通 www.ebiotrade.com
另外一组研究人员发表在Science杂志上的文章也表明，热带爪蟾（一种非洲青蛙）与人类基因组存在颇多共性，所有人类基因中近80%的与遗传性疾病有关的基因都可在热带爪蟾的基因中找到对应处。此发现表明，可研发一种蛙类模型来更好地探索人类形形色色的疾病分子，对热带爪蟾基因的研究或将有利于治疗遗传病。
这些研究结果都说明了与人类基因相同的其它动物基因组序列的重要性，利用这些动物的基因组图谱将有助于人类疾病研究工作，尤其是作为动物模型和遗传病治疗方面。生物通 www.ebiotrade.com
（生物通：万纹）

 

( 人类和所有动物的祖先是至少在地球上生活了5亿年的海绵，而海绵的祖先是真菌！)
　　今天，大多数生物学家相信地球上的生命最早起源于一种非常简单的生物，但是这种  
    简单的古老生物到底是什么？与今天的人类和动物有什么关系？却是一个很长时间没有找到答案的问题。不过，在美国国家卫生研究院和美国航天局的资助下，美国微生物进化学专家米切尔·索金(MichellSogin)运用自动DNA排列技术和计算机程序，在最近找到了这个问题的答案：人类和所有动物的祖先是至少在地球上生活了5亿年的海绵，而海绵的祖先是真菌！索金说，了解动物是怎样进化的，很有意义——不仅能够帮助我们了解未来生命将发生什么变化，甚至能帮助我们了解在宇宙中其他生命存在的可能性。
　　凶猛、多情、好动——
　　海绵的性格并不“棉”
　　索金在了解真菌之前先了解了海绵。
　　在地球上的海洋里，至少有9000种海绵。有的海绵甚至生活在淡水中。他们靠身上的小孔，从成吨的海水中过滤到几克微薄的营养物质维持生命。海绵是多细胞(multicellular)生物，虽然有些海绵有玻璃一样的骨骼。但是总体上看，海绵没有组织、肌肉、器官、神经、大脑这些要件。
　　海绵细胞的主要成分是碳酸钙或碳酸硅以及大量的胶原质。在海绵的管壁上，长有摆动的长须(cilia)，长须能从海水中滤掉废物，留下营养。不论海绵的体积多大，所需要的食物只要能满足每一个细胞就够了，并不贪婪。当然，海绵中也有“动物凶猛”者。在夏威夷生长的火海绵能够分泌毒液，给其他动物造成剧痛；生长在地中海的一种海绵，则具备诱骗小甲壳类动物的能力，能够伸出锋利的刺把它们团团围住，饱餐一顿。
　　海绵也是最早的有性繁殖生物，大多数的海绵都是雌雄同体的，能够同时产生卵子和精子并排入水中。精子会一直在海水中遨游，直到找到另一个海绵管道的接收入口。
　　海绵的多情还表现在：他还有另外一种生殖方式——如果一块海绵遭受外力破坏，被拆散了的细胞会在海水中寻找同伴，然后重新聚在一起，仿制出一块与它们父母辈相同的海绵。海绵受伤以后，不会用新细胞代替旧细胞的方式愈合伤口，而是调动旧的细胞到创伤处，阻止伤口进一步蔓延。
　　就这样，海绵很潇洒地生活在水下，并为周围成千上万种生物提供庇护所。此外，海绵其实很好动。1986年美国北卡罗来纳州大学的生物学家卡尔汗·邦德(CalhounBond)就发现，海绵并不是静止不动的，他通过精密仪器观察到，海绵的边缘会像肢体一样帮助自己移动，有的一天能移动4毫米，有的居然能爬上玻璃容器壁。
　　从一百五十万分之一概率中找答案——
　　遗传因子分析像大海捞针
　　以往，科学家判断动物之间的联系主要依赖于观察动物外观，包括化石来判断。如果两种生物拥有共同的特征，比如爪子，就会被认为具有某种亲属关系。随着基因技术的突飞猛进，利用基因分析寻找生物源头开始了实际应用。上世纪70年代，索金的导师卡尔·乌伊斯(CarlWoese)就开始了这方面的研究。1989年索金成立了实验室，接过导师的课题继续研究。索金把研究方向集中在基因的进化以及寄生虫方面，他希望通过这些研究，回答导师提出的问题：在生命最重要的单位，细胞是如何形成的。
　　基因分析并不是比较某些生物的全部基因构成，而是通过比较某些生物共有的基因段，分析其中的差异来判断两者之间的关系，如果两者有相似的基因排列，并且带有同样的基因特征，那么就可以推论两种生物具有同一个祖先。如果基因排序非常不同，那就可以知道他们在很早以前就分叉，朝着不同的方向进化了。
　　索金希望在这种理论指导下，采用核醣体RNA手段，建立一个客观的动物进化结构方程式，他从极为罕见的古菌(a rchaea)的基因排序入手，从浮游生物、真菌、海绵、水母、海葵、软体动物中提取DNA，比较它们的基因排列顺序，比较核醣体RNA，并且应用十进位计数法，来计算它们与昆虫、鱼类、鸟类、哺乳动物之间的关系。
　　20多年前，基因技术还刚刚起步，这样的计划在当时是非常有远见的。在上世纪80年代初，科学家确定红海绵的一个遗传因子就要消耗一年的时间，所有的工作都是手工操作。几年之后，他们能在一年内分析10～15个因子。今天，索金已经能在一夜之间做1000个因子分析了。但即便是今天，一段特定的染色体组也可能包含着30亿对基础对，要找出2 000对的关系，概率为一百五十万分之一，因此，要找到答案仍然像是大海捞针。
　　前世今生
　　索金查遍了所有的最古老生物，如水母、海葵、海绵、软体动物,海星等的基因后，终于得出结论：海绵毫无疑问是今天所有动物最直接的祖先。在索金以前，一些生物学家怀疑海绵实际上是一种植物，另一些生物学家怀疑海绵是独立于动物进化链之外的一种生物，和今天的进化结果没有联系。
　　他的发现还显示，在海绵之后的“晚辈”是刺丝胞动物(cnidarians)类,比如水母,海葵,珊瑚等等，他们和海绵一样拥有袋状体型，它们都具有触角，并且在触角的末端都有像嘴巴一样张开的口。但是海绵的细胞形状具有环形细胞的特点，它带有非常小的长须，这些须又被一群更小的毛状)微绒毛包围着。成千上万的须在水中不停地挥动着，将新鲜的海水送入“口中”。
　　索金相信海绵最直接的祖先是领鞭虫，领鞭虫也是单个细胞的生物，有着长鞭一样的须，而包围着须的是一系列微绒毛。他们当中的一些甚至靠得很近结成了群落，几乎快要发展成动物了。
　　虽然，今天已经无从知道最早的海绵是什么样子，但是至少仍然具备一些今天海绵的特征，今天我们能发现硅藻属、马蹄蟹这些动物都和它们进化之前的样子几乎一样。
　　所有的动物都来自真菌
　　索金更重要的发现是，在进化座标上，比领鞭虫更早的祖先是真菌，海绵和所有的动物包括人类都来自真菌。在此之前,很多科学家都将真菌错误地归类于植物。但是索金的研究发现，植物和真菌是完全不同的两类生物。真菌和动物最早来自同一个家族，这一点不仅对认识生命来源具有意义，对认识真菌对人体的入侵更具有现实意义。
　　索金说，真菌导致的疾病包括癣菌病，香港脚，心肌炎。真菌导致的疾病之所以难治是因为真菌和人类有很多共同点，只有当两种生物具有不同的特点，或者说在治疗的同时不伤及主体时，治疗才更容易，这一点，相信会对将来的生物医学研究有启发。另外，每年成千上万的艾滋病病人死于卡式肺囊虫肺炎(pneumocystiscarinii)。直到最近，很多人都还相信这是一种与疟疾有关的寄生原生动物引起的，但是索金研究小组最近发现，卡式肺囊虫肺炎实际上是一种与真菌管型密切的生物，用对抗真菌的药物就可以有效地抑制卡式肺囊虫肺炎。
　　索金说，在海绵和刺丝胞动物之后，才出现了昆虫这种两边对称的生物，此后，生物发生了一次爆炸性的进化革命，从此，生物有目的的活动能力大大加强，具备了以往任何生物所没有的优越性。
http://news.sina.com.cn/c/2004-11-30/12145077754.shtml

 

人类最早祖先或为海绵生物体 http://www.stemcell8.cn/thread-53357-1-1.html
转载与讨论：miRNA海绵——长效抑制miRNA的功能 http://www.stemcell8.cn/thread-36949-1-1.html
新发现——与人类基因相似度高达70%的海绵类动物 http://www.stemcell8.cn/thread-25468-1-1.html