過去50年來,科學界一直認為蝙蝠與人、豚鼠一樣不具備維生素C的合成能力。然而,這個觀點最近受到了挑戰。
維生素C合成能力的喪失是一種罕見現象。人與豚鼠喪失該能力的主要原因是體內維生素C合成途徑中最后一步關鍵酶——古洛糖酸內酯氧化酶(GULO)的喪失。
據介紹,假基因是與功能基因相似的序列,但由于有許多突變導致其失去了原有的功能,變成沒有功能的基因。編碼GULO的基因在漫長的進化過程中積累了大量突變,發生了假基因化,從而不能合成該關鍵酶。
前人的有關研究表明蝙蝠也不具備合成維生素C的能力,因為在蝙蝠體內檢測不到GULO的活性。這個觀點被寫進了教科書。
經過不斷研究,華東師范大學科研人員對蝙蝠GULO基因的研究發現,棕果蝠和大蹄蝠具備完整的基因,進一步對該基因編碼蛋白的活性研究表明,這兩種蝙蝠仍然具備較弱的維生素C合成能力。
馬來大狐蝠被報道喪失了維生素C合成能力。華東師大科研人員在對該物種的基因組進行搜索后得到了該蝙蝠的GULO基因,所幸的是該基因處于一種完整的狀態,沒有假基因化。進一步的進化分析顯示,馬來大狐蝠的GULO基因經歷了松弛選擇,并在基因的關鍵部位積累了大量突變。因此,實際上蝙蝠正處于一種大規模喪失維生素C合成能力的過程中。
目前,華東師大科研人員只發現了兩個屬(Rousettus和Hipposideros)的蝙蝠仍保留維生素C的合成能力,其他25個屬,如犬蝠屬、菊頭蝠屬、鼠耳蝠屬等已被報道喪失該能力。這些屬的蝙蝠在新大陸和舊大陸均有分布。蝙蝠的GULO基因實際上處于一種假基因化的過程中,推測其將來會完全喪失功能而變成假基因。
該研究已于10月29日發表于《分子生物學與進化》(Molecular Biologyand Evolution)雜志上,題為《假基因過程化:維生素C的合成以及在蝙蝠中的喪失》。本文的共同第一作者為華東師范大學科學與技術跨學科高等研究院分子生態與進化研究所博士研究生崔杰和博士后潘逸萱,該院教授張樹義為通訊作者。這項研究推翻了翼手目完全喪失維生素C合成能力的觀點,對功能基因的假基因化研究提供了新的素材。
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