由于人類(lèi)和黑猩猩很大程度上共享相同的DNA,因此一直以來(lái)研究人員都采用基因調控變化來(lái)研究?jì)烧咧g的進(jìn)化分歧.然而現在來(lái)自芝加哥大學(xué)的科學(xué)家們發(fā)現,長(cháng)期以來(lái)被視作是基因調控差異標志的mRNA表達水平,通常不能反應人類(lèi)和黑猩猩之間蛋白質(zhì)表達以及生物學(xué)功能差異.這項工作發(fā)表在《科學(xué)》(Science)雜志上.

    芝加哥大學(xué)人類(lèi)遺傳學(xué)教授YoavGilad博士說(shuō):"我們本以為我們已經(jīng)知道了如何識別人類(lèi)和黑猩猩之間的mRNA表達水平差異模式,它們是具有功能重要意義的可靠候選指標.但現在我們看到了這樣的mRNA模式并沒(méi)有轉換到蛋白質(zhì)水平,這一意味著(zhù)它們不大可能影響了功能表型差異."

    為了實(shí)現基因表達,必須首先將DNA轉錄為信使RNA(mRNA),然后mRNA編碼生成蛋白質(zhì),后者是生物學(xué)的基本構件也是驅動(dòng)細胞功能的發(fā)動(dòng)機.盡管人類(lèi)和黑猩猩之間共享了高度相似的基因組,以往的研究表明在mRNA表達水平上兩個(gè)物種進(jìn)化產(chǎn)生了較大的差異.其中許多的差異被認為表明了進(jìn)化分歧的區域,由此指出了對于人類(lèi)特異特性狀至關(guān)重要的基因.

    為了驗證這一說(shuō)法,Gilad、現任職斯坦福大學(xué)的JonathanPritchard博士和他們的研究小組,利用高分辨率質(zhì)譜將人類(lèi)和黑猩猩細胞系中成千上萬(wàn)蛋白質(zhì)的表達水平與對應mRNA的表達數據進(jìn)行了比較.

    研究小組發(fā)現有815個(gè)基因mRNA表達水平存在差異,而只有571個(gè)基因的蛋白質(zhì)水平存在差異.總的來(lái)說(shuō),他們發(fā)現有266個(gè)有mRNA差異的基因沒(méi)有產(chǎn)生蛋白質(zhì)水平變化.當他們將恒河獼猴細胞系與黑猩猩和人類(lèi)細胞系進(jìn)行比較時(shí)也看到了相似的結果,從而證實(shí)了這一趨勢.

    "過(guò)去其中的一些mRNA調控模式被視作是人類(lèi)重要基因自然選擇的證據,現在則不再能夠這樣認為,"Gilad說(shuō).

    新研究提出了這樣的問(wèn)題:如果mRNA表達水平差異不一定會(huì )導致蛋白質(zhì)差異,那么物種之間存在這種差異的原因是什么?盡管還需要進(jìn)一步的研究探討,Gilad認為這項研究表明了蛋白質(zhì)表達水平的進(jìn)化相比于mRNA水平,通過(guò)一種未知的補償或緩沖機制受到了更大的進(jìn)化限制.

    目前,利用mRNA表達水平作為一種基因功能重要性量度的研究還需要重新評估,并且不僅僅是進(jìn)化研究.

    "我們通過(guò)研究mRNA轉錄獲得了對于復雜疾病的一些認識,但我們的知識中還存在大量的漏洞.或許其中一些就是因為這種不一致所導致,"Gilad說(shuō).