最近的科學(xué)發(fā)現(xiàn)是否否定了教材當(dāng)中的基因突變是隨機的？
原標(biāo)題：最近的科學(xué)發(fā)現(xiàn)是否否定了教材當(dāng)中的基因突變是隨機的？
近日，一篇發(fā)表于《自然》雜志的最新論文中，一支國際研究團隊通過對模式植物擬南芥的研究提出，突變的誕生不是完全隨機的，相反，突變出現(xiàn)的區(qū)域有著明顯的規(guī)律性。這是否是對于生物教材當(dāng)中基因突變是隨機的以及進化的方向是由自然選擇決定的呢？
在高中生物教材《遺傳與進化》中，對于基因突變的特點是這樣描述的：具有不定向性和隨機性。
但是論文的通訊作者，加州大學(xué)戴維斯分校的Grey Monroe教授表示，“但結(jié)果表明突變遠不是隨機的，而這種非隨機的方式有利于植物生長。那我們來看一下他們進行了什么樣的實驗：
在受保護的實驗室環(huán)境中種植擬南芥，這樣的環(huán)境使得 一些攜帶不利突變的個體也能存活，從而避免了自然選擇的影響——在野外，這些突變導(dǎo)致的缺陷使得植株通常無法幸存。
隨后，研究團隊耗時3年，對數(shù)百株在這種環(huán)境中栽培的擬南芥進行了DNA測序。結(jié)果，他們一共發(fā)現(xiàn)了超過100萬個突變。從如此眾多的突變中， 他們意外地發(fā)現(xiàn)基因組的 一些特定區(qū)域突變率明顯更低，尤其是對其生存起決定性作用的必需基因，例如參與細胞生長與基因表達的基因。相比于周圍其他區(qū)域， 基因體區(qū)域的突變率降低了50%以上，必需基因的突變率更是下降了三分之二。
因此他們判斷 基因突變并不是隨機的，但是原因是什么呢？為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象和規(guī)律呢？
Weigel補充道：這些區(qū)域?qū)π峦蛔兊挠泻τ绊懞苊舾?。因此，DNA損傷修復(fù)似乎在這些區(qū)域特別有效。 這種植物已經(jīng)進化出一種方法來保護它最重要的地方不受突變的影響。
并且 DNA包裹不同類型蛋白質(zhì)的方式也可以很好地預(yù)測一個基因是否會發(fā)生突變。
因此，針對于教材當(dāng)中對于基因突變的隨機性是基于理論假設(shè)的，即所有的堿基都有可能發(fā)生突變，因此是隨機的，但是在實際當(dāng)中，出現(xiàn)了一些其他的機制保護了重要的基因免受基因突變的影響，也就導(dǎo)致了基因突變在不同的區(qū)域的發(fā)生率其實是不一致的。
因此，對于此，我們也可以根據(jù)這一個特點，對以后癌癥（畸形的基因突變引起）的檢查和預(yù)測會更加的準(zhǔn)確，以及提供更好的治療方案。（因為癌癥的發(fā)生率也可能與遺傳有關(guān)）
但是雖然不能徹底的基因突變的隨機性給予否定，但也是對自然選擇的進化理論進行了修正，因為基因突變的結(jié)果并不是隨機的，因此方向也不是只由自然選擇決定的！
對于此，還需要更加廣泛的研究，因為論文研究團隊所用的材料主要是擬南芥： 擬南芥是一種小型開花雜草，被認為是“植物中的實驗室小白鼠”，因為它的基因組相對較小，約有1.2億個堿基對。相比之下，人類大約有30億個堿基對。
通過研究一種小型開花雜草葉菜的基因組，對DNA突變有了新的認識
這也更加的說明了科學(xué)是在不斷的否定與修正當(dāng)中進行前進的。
參考文獻
Mutation bias reflects natural selection in Arabidopsis thaliana
編輯：鐵杵
