基因的“重复序列” 拉长了狗鼻子

　　 

生物通报道：人都说长六个指头的人比较聪明，那么如果是狗又会怎样呢？大多数狗都有五个趾，但是大白熊犬则有六个。据一项的新的研究说，造成这种差异的原因是一种与这种犬的足部发育有关的基因丢失了51个碱基。这种任性的DNA构成了一种多次重复三个碱基的模式。这种所谓的前后重复模式的得与失或许能有助于解释为什么犬类进化的如此之快。研究人员将这些发现公布在本周的Proceedings of the National Academy of Sciences的网络版上。

世界上有100多个犬品种，它们大多数都只有1000多年的历史。尽管外貌和行为各部相同，但它们都属于同一个种类。研究人员推测这些差异源于突变。但是现代的犬变化的速度比突变积累引起变化要快的多。

德克萨斯大学西南医疗中心的Harold Garner和John Fondon Ⅲ决定对重复序列进行研究。重复序列变化的频率比突变快的原因是它们源自一种sequencing stutter：复制DNA重复区域的酶常常会“迷途”，因此有时会使新的拷贝丢失了一些重复片断或增加一个或两个重复片断。

研究人员对92个犬品种的17个相对应的发育基因中的重复区域进行了测序。他们还用激光扫描仪测量了头骨并对这些差异与重复数量变化的关系进行分析。几种模式出现了！足趾数目受一种叫做Alx-4的基因的控制。鼻子的长度与另一种基因——Runx-2中的重复序列数目很好地吻合：具有像牧羊犬一样的鼻子的品种多了一种特殊的重复片断，而那些具有像哈巴狗一样的脸的品种则多了另一个不同的重复。当研究人员将布爹利狗的DNA进行比较时，发现这些小猎犬比它们在二十世纪五十年代时多了一个重复单元，这或许能解释为什么鼻子变长了。但是，这种重复数目的变化在狼群中却没有造成这样大的影响。

人类通过有选择的培育一些特征而不考虑犬类在严酷的自然环境中生存的需求，因此会歪斜了它们的进化历程。尽管如此，这些发现仍然具有重要意义。研究表明通常被认为是垃圾DNA的重复序列是进化的一种新颖机制。