深圳子科生物報道：中山大學(xué)生科院有害生物控制與資源利用國家重點實驗室吳仲義教授課題組在生物學(xué)國際權(quán)威期刊《基因組研究》(Genome Research)（5年影響因子13.8）發(fā)表了題為“Death of new microRNA genes in Drosophila via gradual loss of fitness advantages”的研究論文。

該研究關(guān)注的是基因組中新遺傳材料的演化動態(tài)和生滅過程，在黑腹果蠅中選取了從新起源的非編碼RNA基因（de novo miRNA）進行敲除并探討其表型效應(yīng)。

結(jié)果表明，這些新miRNA 對各個適應(yīng)性組分的影響很微弱，并且不同組分之間存在拮抗效應(yīng)。后續(xù)的群體競爭實驗顯示這些新miRNA對總適合度的影響已經(jīng)接近中性。

該結(jié)果暗示了de novo 基因存在著產(chǎn)生、滅亡和適應(yīng)性進化的循環(huán)：他們受正選擇驅(qū)動而出生，當(dāng)其對適應(yīng)性的貢獻接近中性時，會以恒定的速率死亡。值得注意的是，新基因的死亡并不是功能的無效化，而體現(xiàn)為不同適應(yīng)性組分的相互拮抗而使其總適合度接近中性(Lu et al. 2018)。

這項研究揭示了以基因或表型為形式的新功能的進化很可能體現(xiàn)為“短暫的適應(yīng)性”（transient adaptation）。

在長期進化歷程中，源自生物抑或是非生物的環(huán)境壓力一直不斷改變，與此對應(yīng)，基因組中演化出的新基因或新功能則體現(xiàn)出持續(xù)演化的短暫適應(yīng)性。該研究在適應(yīng)性進化以及基因功能的演化領(lǐng)域有著廣泛且深遠(yuǎn)的意義。

該研究首次在分子進化領(lǐng)域闡明了“紅皇后”效應(yīng)(Van Valen 1973)的存在。即適應(yīng)性進化并不僅可以是大規(guī)模的，或者穩(wěn)定的適應(yīng)性改變;如，陸生木本植物侵入潮間帶環(huán)境或哺乳動物遷移到高海拔地區(qū)時發(fā)生的適應(yīng)性進化，也可以如de novo基因，體現(xiàn)為短暫的，小規(guī)模的和局部的適應(yīng)性進化。

中大生科院博士后陸廣安為文章第一作者，吳仲義教授和沈栩博士為文章共同通訊作者。研究工作得到了施蘇華教授、唐恬教授的大力協(xié)助，并獲得國家自然科學(xué)基金重點項目、973 項目、985 項目等的資助。

相關(guān)文獻：

Lu GA, Zhao Y, Yang H, Lan A, Shi S, Liufu Z, Huang Y, Tang T, Xu J, Shen X et al. 2018. Death of new microRNA genes in Drosophila via gradual loss of fitness advantages. Genome Research28: 1309.

Van Valen L. 1973. A new evolution law. Evolutionary Theory1: 1-30.