翼手目完全丧失维C合成能力观点被纠正

2010-12-06 12:01 来源: 中国科学院
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  过去50年来,科学界一直认为蝙蝠与人、豚鼠一样不具备维生素C的合成能力。然而,这个观点最近受到了挑战。

  维生素C合成能力的丧失是一种罕见现象。人与豚鼠丧失该能力的主要原因是体内维生素C合成途径中最后一步关键酶——古洛糖酸内酯氧化酶(GULO)的丧失。

  据介绍,假基因是与功能基因相似的序列,但由于有许多突变导致其失去了原有的功能,变成没有功能的基因。编码GULO的基因在漫长的进化过程中积累了大量突变,发生了假基因化,从而不能合成该关键酶。

  前人的有关研究表明蝙蝠也不具备合成维生素C的能力,因为在蝙蝠体内检测不到GULO的活性。这个观点被写进了教科书。

  经过不断研究,华东师范大学科研人员对蝙蝠GULO基因的研究发现,棕果蝠和大蹄蝠具备完整的基因,进一步对该基因编码蛋白的活性研究表明,这两种蝙蝠仍然具备较弱的维生素C合成能力。

  马来大狐蝠被报道丧失了维生素C合成能力。华东师大科研人员在对该物种的基因组进行搜索后得到了该蝙蝠的GULO基因,所幸的是该基因处于一种完整的状态,没有假基因化。进一步的进化分析显示,马来大狐蝠的GULO基因经历了松弛选择,并在基因的关键部位积累了大量突变。因此,实际上蝙蝠正处于一种大规模丧失维生素C合成能力的过程中。

  目前,华东师大科研人员只发现了两个属(Rousettus和Hipposideros)的蝙蝠仍保留维生素C的合成能力,其他25个属,如犬蝠属、菊头蝠属、鼠耳蝠属等已被报道丧失该能力。这些属的蝙蝠在新大陆和旧大陆均有分布。蝙蝠的GULO基因实际上处于一种假基因化的过程中,推测其将来会完全丧失功能而变成假基因。

  该研究已于10月29日发表于《分子生物学与进化》(Molecular Biologyand Evolution)杂志上,题为《假基因过程化:维生素C的合成以及在蝙蝠中的丧失》。本文的共同第一作者为华东师范大学科学与技术跨学科高等研究院分子生态与进化研究所博士研究生崔杰和博士后潘逸萱,该院教授张树义为通讯作者。这项研究推翻了翼手目完全丧失维生素C合成能力的观点,对功能基因的假基因化研究提供了新的素材。