近日,美国《科学》杂志发表了题为《人类与黑猩猩差别仅有1%吗?》的评论,文章归纳了近两年来世界科学家有关人类与黑猩猩物种差异比较的研究成果,并认为这些研究已经将1975年提出的“1%差别理论”推上末路。但中国科学院北京基因研究所副所长于军研究员指出:“当谈到物种差别时,无论是公众还是科学家,如果没有区分这些不同层次之间的差异性和相关性,就会误解科学发现的研究结果,从而导致‘1%差别理论’被推上末路的错误说法。”
于军近日在接受《科学时报》采访时说:“如果要从基因的角度来回答物种之间差异到底有多大这个问题,必须要理解基因的基本定义,并在不同层次上理解基因的含义,从而正确地进行比较。如果不区分层次地进行比较,就无法正确理解种间差异的问题。”
原始出处:
Science 29 June 2007:
Vol. 316. no. 5833, p. 1836
DOI: 10.1126/science.316.5833.1836
EVOLUTIONARY BIOLOGY:
Relative Differences: The Myth of 1%
Jon Cohen
Genomewise, humans and chimpanzees are quite similar, but studies are showing that they are not as similar as many tend to believe.
基因的3个层次
什么是基因在不同生物学层次上的差异?如何在不同层次上对物种间基因的差异进行比较?于军告诉记者说,人与黑猩猩同是灵长类,是“近亲”,但却是不同的物种。物种间基因的差异体现在不同分子生物学层次上。
定义基因的第一个层次是界定其结构单元。基因的结构单元由3个基本部分组成:DNA部分,也就是基因在染色体上由碱基对组成的序列,物种间在DNA序列上的差异,是基因在结构单元上差异的基础;RNA部分,通常被DNA部分所涵盖,不仅编码蛋白质,也编码行使功能的RNA;蛋白质部分,由信使RNA编码,可以直接行使功能。
基因的第二个层次是它的功能单元,是由结构单元的后两个部分RNA和蛋白质组成。因为不是所有单个基因都有可定义的功能,所以基因的功能单元可以不是一个基因。比如核糖体是由若干RNA和蛋白质组成,构成一个功能单元,任何一个部分都是没有功能的。
基因的第3个层次是基因的表型或表观单元,即基因表现出来的表征,如肤色、骨骼结构和行为等。尽管它们是由基因所决定的,但大多不是由单个基因结构单元所决定,有的是由若干个功能单元组成。如果从上述3个不同层次来描述物种的差异,我们可以看到,作为结构单元,DNA水平的差异不能完全体现在RNA和蛋白质上,而RNA上的差异也不会完全体现在蛋白质上。三者并不等同,也就是说DNA、RNA和蛋白质都不同程度地代表着基因的结构单元。RNA和蛋白质有时可独立构成基因的功能单元,有时仅是功能单元的一部分。
那么,当人们从结构单元的角度来比较物种的差异时,只能比较DNA、RNA和蛋白质这3个构成部分的差异。例如,在比较物种差异时,科学家会用到DNA的插入缺失多态性这个概念,但这个概念之下所取得的数值并不能体现基因在功能单元上的多态性。“也就是说,DNA的插入缺失多态性究竟有多少会发生在基因上,是否会影响基因的功能等,这些问题都有待于进一步研究。”于军解释说。