我們很難抵制人格化的自私基因，尤其是當(dāng)它們表現(xiàn)出藐視自然選擇的時候，自私基因?qū)⑽覀冏兂闪觿菡�，它就是R2d2基因。根據(jù)北卡羅來納大學(xué)遺傳學(xué)教授FernandoPardo-ManueldeVillena博士引領(lǐng)的研究，小鼠R2d2基因的等位基因可在實驗室和野生的小鼠群體中快速傳播，在R2d2等位基因?qū)е麓菩孕∈笊俚暮蟠那闆r下這種現(xiàn)象也會發(fā)生。該研究結(jié)果于2月15日發(fā)表于《MolecularBiologyandEvolution》雜志上，是科學(xué)們首次使用實驗室小鼠和自然小鼠來揭示“自私”基因可在機(jī)體中固定，同時不利于生殖健康。
違背了達(dá)爾文的自然選擇定律
這些發(fā)現(xiàn)違背了生物學(xué)中的一個重要的原則：達(dá)爾文自然選擇理論，有利于生物體生存和繁殖的等位基因的穩(wěn)定性隨著時間的推移而增加，同時對健康不利的等位基因的頻率會隨時間的推移而降低，并最終消失。當(dāng)有益健康的等位基因頻率增加，并最終在所有等位基因中脫穎而出，該過程被稱為“選擇性清除（selectivesweep）”。人類進(jìn)化中成年人消化牛奶的乳糖酶等位基因就是著名的例子，在過去的4000年里，這種等位基因在田園農(nóng)業(yè)實踐者中的頻率已經(jīng)相當(dāng)高，但在其他地區(qū)的人群中仍比較罕見。
典型的“選擇性清除”成為一種模式工具，人們用之來判斷哪些遺傳變化對進(jìn)化有益。但Pardo-ManueldeVillena博士說，R2d2的結(jié)果表示今后利用“選擇性清除”模式來假設(shè)效益性狀時需謹(jǐn)慎。
“搗亂”雌性減數(shù)分裂過程，改寫孟德爾分離定律
R2d2基因如何違背自然選擇？答案是“搗亂”雌性減數(shù)分裂過程。大多數(shù)動植物，包括人類和老鼠，攜帶兩個等位基因，一個來自父親一個來自母親。當(dāng)有機(jī)體繁殖時，只有一個等位基因傳遞到后代身上。孟德爾1865年提出的“分離定律”表明來自兩個親本中的等位基因分離的概率是相同的。
Pardo-ManueldeVillena研究團(tuán)隊曾在《PLoSGenetics》雜志上表示R2d2等位基因“扭曲”了減數(shù)分裂過程，使用自己獨特的方式傳遞給后代，稱為“減數(shù)分裂驅(qū)動”，在當(dāng)前的研究中，Pardo-ManueldeVillena及其同事生成的種群遺傳數(shù)據(jù)與自然種群中高頻的R2d2等位基因（R2d2HC）驅(qū)動的“selfishsweep”相一致。
研究人員說道，“我們發(fā)現(xiàn)R2d2HC的頻率在迅速增加，并在大多情況下在孕育更少后代的機(jī)體中變得固定，在雜合子雌性中，R2d2HC與產(chǎn)仔數(shù)顯著降低有關(guān)，這使它成為真正的自私基因�！�
因此，盡管增加了攜帶者的成本，自私基因保持著其傳播優(yōu)勢。本文共同作者AndrewMorgan表示，“R2d2偏離分離的雌性小鼠同樣只能產(chǎn)更少的后代，這就是R2d2自私的原因：如果減數(shù)分裂驅(qū)動足夠強(qiáng)大，那么它將增加不利于生殖健康的等位基因的頻率。”
該研究影響著基礎(chǔ)生物學(xué)、農(nóng)業(yè)及人類健康。Pardo-ManueldeVillena博士說，生物學(xué)的基本規(guī)則總是重要的，此外R2d2具有獨特的特性，是研究染色體如何傳遞給后代的前途系統(tǒng)。
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