蛋白是如何不失去基本功能又获得新功能？

　　

生物通报道：在进化的过程中，如果一个动物要想获得新的外观或者新的功能，那么它就需要改变编码这些发育蛋白的基因序列。但是这些蛋白又常常必须保持保守性以完成一些生存必需的基本功能，那么到底它们是如何在保证基本功能不丧失的基础上完成进化呢？最近HHMI的研究人员解开了这个“哥德巴赫猜想”，并将刊登在12月1日的Development杂志上。

进化发育生物学（evolutionary developmental biology，有时称为evo-devo）研究中一项令人惊讶的发现就是控制生物体发育的基因多样性并不如预期的那么大，而在威斯康辛大学麦迪逊分校的HHMI研究员Sean Carroll和博士生Chris Todd Hittinger的对果蝇Hox基因的研究中，这种功能保守性和精确性实际上可以说达到了令人叹为观止的地步。Hox基因是发育基因中最保守的基因之一，这个庞大的家族已知的功能是控制个体发育的模式，一般而言Hox基因在物种之间的交换是极少发生的，因为这会影响到生物体的基本功能，但是在极个别的例子也有Hox蛋白进化了新功能。因此研究人员分析了Hox蛋白中的一个特殊片段——超双胸（Ultrabithorax，Ubx）蛋白，这个蛋白C-末端上的一个区域（QA）可以阻止昆虫腹部发育出腿，而这个蛋白在其它器官却没有这一作用。

结果研究人员发现，简单的敲除QA基因并不会引起腹部腿的生长，但是当将QA与另一个Hox蛋白基因同时剔除的时候，果蝇长出了发育不完全的腹部腿。这说明由于调节发育的基因的突变而产生了微小变化的蛋白可以帮助其它蛋白进化得到新功能。Carroll就表示，“Hox蛋白对于动物形体进化十分重要，而这项研究告诉了我们生物体是如何利用这些蛋白的微小变化调整它们的功能的。”（生物通记者：张迪）