握达尔文的手，抓住自然选择的烟枪

　　

生物通报道：即使利用最先进的基因组研究工具，要想真正抓住达尔文自然选择的烟枪，即找到确凿的证据依然是一项令人望而生畏的任务。这个问题不止在于要弄清什么时候一个特定的基因如何发生突变，而且还需要弄清一个基因突变如何转化成真实世界中一个群体对其他群体的优势。

现在，美国莱斯大学的生物学专家通过一种精巧的实验系统来迫使细菌进行竞争。这项研究是人类首次看到个体的基因水平的适应性如何在群落中发生达尔文所说的自然选择。这项研究的结果公布在5月19日的Molecular Cell杂志上。

研究最惊人的发生是大约2000万个点突变只产生了6个能够获得竞争优势的群体。这意味着极少数的分子途径是一个特殊的分子反应所能利用到的，而且这些发现暗示有可能开发出一种能够预测使病原体对抗生素产生抗性的特定突变。

研究组对嗜热细菌G. stearothermophilus进行了研究。他们利用了这种细菌的一个突变株。这个突变株不能产生该细菌调节其在高温下的代谢所需的一种关键蛋白质。研究组在发酵罐中将这种细菌进行了为期一个月的培养，并且每天将温度升高半度。

在细菌繁殖了1500代的过程中，突变株在发酵罐中的百分比下降了。最终，一种菌株因具有最高效的在高温下代谢食物的能力而排挤掉了几乎所有的竞争对手。

高温下生存繁荣所需的一种代谢蛋白质只能由细菌DNA的一个基因区域制造，因此这意味着研究人员只需要分析每个新菌株的基因组上的这个小区域就能够测量进化的进程。

研究人员每隔一天都会从发酵罐中取样。他们总共确定出了343个独特的菌株，并且每个菌株都含有六种这个关键基因变异体中的一种。

6种变体中的第一种被命名为Q199R，它通过500代的繁殖成为优势菌株。另外5种新的变体则是Q199R的突变形式，其中三种在两天内灭绝了。研究人员分析了每种突变蛋白如何帮助代谢调节，并且重复进行了发酵罐培养实验。研究结果表明强有力地在分子和原子水平上证实了进化的动态本质。（生物通记者杨遥）

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