來(lái)源：科學(xué)大院

你的基因是從哪里來(lái)？

顯而易見(jiàn)的答案是——來(lái)自你的父母。他們的卵子和精子融合在一起，創(chuàng)造出獨(dú)特的遺傳物質(zhì)組合，最終成為了你。然而，新的研究為這個(gè)眾所周知的故事潑了一盆冷水：原來(lái)人類身上發(fā)現(xiàn)的大量基因物質(zhì)，實(shí)際上是在過(guò)去某個(gè)時(shí)候，從其他物種身上“跳轉(zhuǎn)”過(guò)來(lái)的，而這個(gè)過(guò)程可能是動(dòng)物進(jìn)化的主要驅(qū)動(dòng)力，無(wú)論是鴨嘴獸還是人類。

人類和其他動(dòng)物共享大量的遺傳物質(zhì)，這使得遺傳學(xué)家重新思考傳統(tǒng)的遺傳觀念。| 圖片來(lái)源：Bill Bachman / Alamy

遺傳物質(zhì)除了在物種內(nèi)部從親代到子代間進(jìn)行大量縱向傳遞

（vertical transfer），還會(huì)在不同物種的水平轉(zhuǎn)移（horizontal transfer），這一想法可能會(huì)改變我們對(duì)于人類和其他動(dòng)物如何形成的理解�！把芯勘砻�，這種可能來(lái)自任何地方的外源DNA，最終會(huì)以某種方式進(jìn)入我們體內(nèi)，并開(kāi)始改變周遭的事物�！痹谧罱�的《基因組生物學(xué)》上發(fā)表了一項(xiàng)研究的生物信息學(xué)博士后Atma Ivancevic如是說(shuō)道。

生物界細(xì)菌、古菌、真核生物之間，基因水平轉(zhuǎn)移與垂直傳遞的生命樹(shù)。圖中綠色（色素體）和橙色（線粒體）的線表示了兩種類型的基因水平轉(zhuǎn)移。圖片來(lái)源 | Wikipedia

讓我們從頭開(kāi)始。首先，跳躍基因（jumping gene）并非真正的基因，而是基因之間的非編碼遺傳物質(zhì)，是可轉(zhuǎn)移的基因成分。人類基因組中超過(guò)一半的物質(zhì)是這種轉(zhuǎn)座子（transposable element，又稱轉(zhuǎn)座因子，是一類DNA序列，能夠在基因組中通過(guò)轉(zhuǎn)錄或逆轉(zhuǎn)錄，在內(nèi)切酶的作用下，在其他基因座上出現(xiàn)），然而，它的許多實(shí)際功能仍然是一個(gè)謎。Ivancevic說(shuō)：“其中一個(gè)功能似乎是盡可能地自我復(fù)制�！�

David Adelaide是Ivancevic的導(dǎo)師，也是這篇論文的共同作者。他之前發(fā)表的研究發(fā)現(xiàn)了一種叫做Bovine-B（BovB）的轉(zhuǎn)座子，能夠在各種動(dòng)物之間跳轉(zhuǎn)，比如犀牛、蜥蜴和鴨嘴獸。為了搞清楚到底是怎么回事，研究小組在759個(gè)不同物種的動(dòng)物、植物和真菌的基因組中，尋找BovB和另一種被稱為L(zhǎng)INE-1（L1）的轉(zhuǎn)座子。（這759個(gè)不同物種的完整基因組已經(jīng)能夠在線獲取。）

Ivancevic說(shuō)：“我們想要揭示更多信息，看看能否理解轉(zhuǎn)座子為什么在基因組中移動(dòng)，以及它們到底能夠傳播多遠(yuǎn)。我們?cè)噲D在距離非常遙遠(yuǎn)的物種之間尋找相似的匹配因子�！�

BovB和L1轉(zhuǎn)座子是真核生物體內(nèi)最豐富的兩種逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子（retrotransposon），然而，兩者具有非常不同的特性，含有兩種轉(zhuǎn)座子的生物種類也差異巨大。

在研究的759個(gè)不同物種中，BovB轉(zhuǎn)座子只出現(xiàn)在72個(gè)物種中，且完全局限于動(dòng)物。因?yàn)橹�道BovB轉(zhuǎn)座子可以在物種之間轉(zhuǎn)移，研究人員首先跟蹤了這種類型的遺傳物質(zhì)，并且發(fā)現(xiàn)了一些奇怪的關(guān)聯(lián)：一些BovB在青蛙和蝙蝠之間至少轉(zhuǎn)移了兩次；而且起源于蛇的BovB占牛和羊基因組的比例至少達(dá)到了25%。

人們一直以為L(zhǎng)1轉(zhuǎn)座子只是垂直傳遞，然而，根據(jù)Ivancevic的研究，他們?cè)谧粉橪1后發(fā)現(xiàn)，L1占人類基因組的17%，可能比BovB古老得多。他們第一次發(fā)現(xiàn)L1也可以水平轉(zhuǎn)移：L1一共出現(xiàn)在559個(gè)物種中，包括植物、動(dòng)物以及幾種真菌，普遍存在于除了鴨嘴獸和針鼴之外的所有哺乳類動(dòng)物中，而鴨嘴獸和針鼴是僅有的兩種含有BovB，然而缺失L1的物種。（鴨嘴獸和針鼴是地球上僅存的兩種卵生哺乳類動(dòng)物，屬于原獸亞綱中的單孔目，只分布在大洋洲地區(qū)。）

這使得研究小組得出結(jié)論：L1轉(zhuǎn)座子很可能從未存在于單孔目動(dòng)物，相反，它們一定是在1.6億至1.91億年前，獸亞綱與原獸亞綱分離時(shí)，進(jìn)入其他哺乳類動(dòng)物共同祖先的基因組中。