南京大學PNAS文章：基因轉換事件

　　來自來自南京大學生命科學學院醫藥生物技術國家重點實驗室，英國巴斯大學等處的研究人員指出了減數分裂過程中的一個重要進化進程：擬南芥重組事件中大部分都屬于基因轉換事件，這將有助于解析擬南芥著絲點附近具有較高的遺傳多樣性的遺傳模式。相關成果公布在《美國國家科學院院刊》(PNAS)雜志上。

　　文章的通訊作者分別是南京大學的田大成教授，陳建群教授，以及巴斯大學的Laurence D. Hurstc，其中田大成教授和陳建群教授研究方向主要為植物分子進化與分子生態學，植物抗病基因的多樣性，植物基因組學，分子進化遺傳學等。

　　田大成教授和陳建群教授2008年曾在Nature雜志上發表文章，在真核生物中發現插入/缺失(Indel)兩側的堿基點突變出現的頻率，較其他區域要高的多，從而提出了一種新遺傳突變機制：Indel誘變假說，從源頭上回答了“遺傳變異究竟是如何形成的”這一生命科學面臨的基本問題。

　　這一觀點挑戰了傳統的進化論觀點，并且在此研究的基礎上，該研究組又進一步利用近年來發展迅猛的新一代測序技術，展開了更為深入的研究。最新研究就聚焦于基因轉換事件(Gene conversion)。

　　研究人員指出，減數分裂在進化上的重要性，不僅與重組交換引起的等位基因穿梭有關，而且也會對一些基因事件造成直接的影響，比如基因轉換，所謂基因轉換是指異源雙鏈DNA中的一條鏈轉換，使其在出現堿基配對處與另一條鏈互補。

　　目前科學家們雖然能很好的預測交叉率，但是對基因轉換率，了解得還不太清楚。比如說，在擬南芥中，利用新一代測序的方法，研究人員會發現這兩個比率好似差不多，這與一些間接檢測結果不相符，后者顯示基因轉換率更高一些。

　　因此在這篇文章中，研究人員通過對40株F2擬南芥，以及其父本母本的基因組測序，深入分析了這個問題。研究人員發現所有重組時間中，超過90%(可能接近99%)是小基因轉換，以及偏性基因轉換。基因轉換影響的蛋白序列突變率，比由突變引起的突變率要高600倍。

　　由此研究人員指出，這些分析數據表明重組熱點和意外的高重組率都接近于著絲粒，這可能解釋了之前無法解釋的：擬南芥著絲點附近具有較高的遺傳多樣性的遺傳模式。

　　田大成教授和陳建群教授此前發布的關于Indel誘變假說的成果，具體來說是通過對比了人、黑猩猩、恒河猴、小鼠、大鼠、果蠅、兩個水稻和三個釀酒酵母的基因組，發現一種DNA序列的某一特定位置的突變頻率比其他區域高得多。而之前，學界認為“自發突變”是沒有規律的。

　　不同物種間、相同物種不同個體間，存在著差異。差異的根本原因是DNA序列的不同，這個不同又是突變產生的。原先認為，環境等外在因素對進化的方向起了關鍵作用。而這項研究則指出，在外界因素作用時，基因內部會發生變異來適應變化，這和“進化論”有些出入，值得深入探索。

　　作者簡介：

　　田大成 教授

　　專業方向：從事分子和基因組的進化、植物功能基因組和生物信息學的研究。

　　學習經歷：

　　83-86年：四川農業大學農學碩士

　　93年：獲南京農業大學作物遺傳育種學博士

　　94-97年：澳大利亞Newcastle大學生物學博士

　　工作經歷：

　　86-93年：四川省種子公司高級農藝師

　　93-94年： 四川農大水稻研究所作博士后(副教授)

　　97-98年：澳洲 ForBio Research Pty. Ltd.研究員

　　98-03年：芝加哥大學生態與進化學系博士后

　　主持或者參與的項目：

　　1、非對稱基因組中特殊遺傳重組規律的研究，2005-2007，國家自然科學基金(30470924)， 25萬(負責人)

　　2、水稻抗病基因組間遺傳差異的產生及變異規律的研究，2006-2008，國家自然科學基金(30570987)， 23萬(負責人)

　　3、非對稱重組現象的研究，2005-2007，教育部博士點基金， 6萬(負責人)

　　獲獎情況

　　科研項目：

　　1、1993年：國家科技進步三等獎(雜交水稻制種高產穩產新技術研究，第一主持人)

　　2、1991年：四川省科技進步一等獎(雜交水稻制種高產穩產新技術研究，第一主持人)

　　陳建群

　　所在院系 生命科學學院生命科學與技術系

　　通訊地址 南京大學生命科學學院

　　一、近五年來承擔的學術研究課題

　　蚜蟲傳播非持久性病毒的行為機理及其化學調控作用，國家自然科學基金，2003-2005，負責人;

　　水稻抗病基因的分子進化，人事部留學回國人員，2004，負責人;

　　水稻抗病基因的多樣性及分子進化，國家自然科學基金，2005-2007，負責人;

　　水稻抗病基因的多樣性、分子進化及離體重組，國家科技部973預研，2006-2007，負責人。