最近的科學發(fā)現是否否定了教材當中的基因突變是隨機的？
最近的科學發(fā)現是否否定了教材當中的基因突變是隨機的？
近日，一篇發(fā)表于《自然》雜志的最新論文中，一支國際研究團隊通過對模式植物擬南芥的研究提出，突變的誕生不是完全隨機的，相反，突變出現的區(qū)域有著明顯的規(guī)律性。這是否是對于生物教材當中基因突變是隨機的以及進化的方向是由自然選擇決定的呢？
在高中生物教材《遺傳與進化》中，對于基因突變的特點是這樣描述的：具有不定向性和隨機性。
但是論文的通訊作者，加州大學戴維斯分校的Grey Monroe教授表示，“但結果表明突變遠不是隨機的，而這種非隨機的方式有利于植物生長。那我們來看一下他們進行了什么樣的實驗：
在受保護的實驗室環(huán)境中種植擬南芥，這樣的環(huán)境使得 一些攜帶不利突變的個體也能存活，從而避免了自然選擇的影響——在野外，這些突變導致的缺陷使得植株通常無法幸存。
隨后，研究團隊耗時3年，對數百株在這種環(huán)境中栽培的擬南芥進行了DNA測序。結果，他們一共發(fā)現了超過100萬個突變。從如此眾多的突變中， 他們意外地發(fā)現基因組的 一些特定區(qū)域突變率明顯更低，尤其是對其生存起決定性作用的必需基因，例如參與細胞生長與基因表達的基因。相比于周圍其他區(qū)域， 基因體區(qū)域的突變率降低了50%以上，必需基因的突變率更是下降了三分之二。
因此他們判斷 基因突變并不是隨機的，但是原因是什么呢？為什么會出現這種現象和規(guī)律呢？
Weigel補充道：這些區(qū)域對新突變的有害影響很敏感。因此，DNA損傷修復似乎在這些區(qū)域特別有效。 這種植物已經進化出一種方法來保護它最重要的地方不受突變的影響。
并且 DNA包裹不同類型蛋白質的方式也可以很好地預測一個基因是否會發(fā)生突變。
因此，針對于教材當中對于基因突變的隨機性是基于理論假設的，即所有的堿基都有可能發(fā)生突變，因此是隨機的，但是在實際當中，出現了一些其他的機制保護了重要的基因免受基因突變的影響，也就導致了基因突變在不同的區(qū)域的發(fā)生率其實是不一致的。
因此，對于此，我們也可以根據這一個特點，對以后癌癥（畸形的基因突變引起）的檢查和預測會更加的準確，以及提供更好的治療方案。（因為癌癥的發(fā)生率也可能與遺傳有關）
但是雖然不能徹底的基因突變的隨機性給予否定，但也是對自然選擇的進化理論進行了修正，因為基因突變的結果并不是隨機的，因此方向也不是只由自然選擇決定的！
對于此，還需要更加廣泛的研究，因為論文研究團隊所用的材料主要是擬南芥： 擬南芥是一種小型開花雜草，被認為是“植物中的實驗室小白鼠”，因為它的基因組相對較小，約有1.2億個堿基對。相比之下，人類大約有30億個堿基對。
通過研究一種小型開花雜草葉菜的基因組，對DNA突變有了新的認識
這也更加的說明了科學是在不斷的否定與修正當中進行前進的。
參考文獻
Mutation bias reflects natural selection in Arabidopsis thaliana
編輯：鐵杵
