促进神经细胞通讯的基因可能来自细菌

　　[AD340X300]

生物通快讯：美国NIH属下的国立医药图书馆（National Library of Medicine）和国家儿童健康和人类发展研究院（National Institute of Child Health and Human Development）的一项研究表明，一些促使神经细胞和其它类型的细胞间通讯的基因，似乎是在远古时代从细菌中转移到动物祖先中去的。

细菌是一类单细胞有机体。在植物和动物中DNA被包在细胞核中，称为真核细胞；而属于原核细胞的细菌的DNA则没有这样的核包被。此前的研究表明，有部分基因普遍存在于细菌和脊椎动物中，但在多数植物或其它一些复杂有机体中则不存在。例如，这个研究组此前的研究结果——一种能产生调节机体睡眠和清醒周期的褪黑素的酶：arylalkylamine N-acetyltransferase（AANAT）普遍存在于动物、细菌和酵母中，但在其它生物中则没有。

借助环状DNA分子——质粒，细菌之间能互相传递基因。但细菌应该不能将质粒转移到动物细胞。对一些基因仅存在于细菌和动物中这一现象，有人认为：所有的生物都曾经拥有这些基因，但是很多生物后来丢失了。不过这篇文章的作者认为不可能有那么多的生物能丢失那么多的基因。

为了这项研究，科研人员全面检索了国立医学图书馆的遗传数据库。他们找到了一系列普遍存在于细菌和脊椎动物，但不存在于植物的基因，这些基因与合成细胞间通讯所传递的信号分子的酶相关。这些酶对细胞通讯过程中使用的复杂信号分子的产生至关重要。而这些细胞信号分子包括重要的神经递质：乙酰胆碱、多巴胺、去甲肾上腺素和肾上腺素、羟色胺、谷氨酸、一氧化氮和组织胺，分别在学习、记忆、兴奋、睡眠方式和过敏反应中起重要作用。

Klein博士说，通过了解细菌中酶的功能将有助于了解这些酶在动物中的功能。所有这些酶对细菌都很重要，这是因为他们具有解毒功能，在细菌中能够除去潜在的毒性物质。他说，AANAT存在于大脑的松果腺和人类及灵长类的视网膜中。在松果体中，AANAT参与产生褪黑素的过程。然而视网膜中的AANAT却不产生褪黑素。因此，Klein推测视网膜中的AANAT可能在中和和消除有毒物质有关。目前，他正在研究是否AANAT功能缺失适合和黄斑病变的发展有关。（黄斑病变，一种能够损害视力的疾病并可能导致失明）

文章的另一作者David Klein博士解释说，细菌的基因或许在5亿年前转移到动物的始祖。目前还不知道这些基因是如何被转移的，但是Klein博士推测，一种转移形式可能发生在生殖周期中，这些基因进入到精子或卵细胞中或是在受精后不久的受精卵中。这种转移可能意味着某种形式的感染，其中细菌的遗传物质转移进入生殖细胞，从而进入到受体的整个基因组中。

这一研究已经在网上发布，并将会刊登在7月出版的Trends in Genetics上。