IMBA -奥地利科学院分子生物技术研究所 每个点代表慢-1毒素(红色)在两个不同发育阶段的单个基因
前期在左边，后期在右边
细胞核为蓝色，种系标记为绿色
信用:皮内洛皮·普利洛塔/IMBA 生存之战一直延续到我们的基因水平
毒素解毒剂是通过杀死非携带者在人群中传播的基因对
现在，IMBA的伯加实验室和加州大学洛杉矶分校的克鲁格利亚克实验室的研究表明，这些元素在自然界中比最初想象的更加普遍，并且已经进化出了一系列机制来迫使它们在群体中遗传和繁殖——基因组中的一种寄生虫
该结果发表在《当代生物学》杂志上
最初在线虫模型秀丽隐杆线虫中描述，毒素-解毒剂元素由两个相连的基因组成，一种毒素和它的解毒剂
当毒素被母亲注入卵子时，只有继承了毒素的胚胎才能表达解毒剂
因此，后代必须继承元素才能生存
这样，毒素-解毒剂对促进了它们自身的生存并在群体中传播
这是以牺牲宿主的健康为代价的——四分之一的后代，也就是那些没有遗传这种元素的后代，会成为毒素的牺牲品
发育停滞 “在我们的研究之前，只有少数毒素-解毒剂对是已知的，它们是在不同的实验室偶然发现的
我们想:“如果我们真的去寻找这些自私的元素，它们是稀有的还是常见的？””IMBA小组组长亚历杭德罗·布尔加说
在他们的研究中，伯格和克鲁格利克的团队在第二种线虫物种热带秀丽新杆线虫中寻找毒素-解毒剂对
研究人员发现了五种新型毒素-解毒剂对
另一个自私的因素是在第三种线虫中发现的
briggsae
“这表明这类自私的元素并不罕见，但在线虫中相当普遍，”伯格解释说
令人惊讶的是，一些新鉴定的毒素-解毒剂对不会通过破坏胚胎发育而起作用——就像在C中鉴定的那些
秀丽隐杆线虫——而是在发育的后期杀死非携带者
布尔加和他的团队从基因上剖析的一个因素甚至没有杀死非携带者
相反，这种自私的因素延迟了非携带者的生殖开始
这足以让这种元素在人群中传播
研究人员现在正在进一步研究它的作用机制
自私可能支持多样性 布尔加和他的同事们做了另一个惊人的观察
研究人员发现不同的毒素-解毒剂对可以位于同源染色体上
“由于这种配对，我们不仅看到了自私元素和个体之间的冲突，也看到了试图自相残杀的自私元素之间的冲突，”布尔加说
这是一场自私基因之间的战争，但个人却陷入了交叉火力之中
“我们假设自私的元素在物种形成中有直接的作用
这项研究的第一作者之一、现为耶路撒冷希伯来大学助理教授的埃亚尔·本·大卫补充道:“在某种程度上，携带如此多的元素只会压倒它们繁衍后代的能力
作为一个鲜明的例证，伯加和他的同事发现毒素-解毒剂元素可以共同导致两个菌株之间的单一杂交后代中超过70%的缺陷
“这种程度的不相容在野外可能是不可逾越的，”本-大卫说
从研究毒素-解毒剂对中获得的知识可以用来改善基因驱动系统
合成基因驱动已经在实验室中被设计用来控制媒介传播的疾病，例如，通过传播影响蚊子繁殖的基因
然而，基因驱动经常受到突变的阻碍，需要更有弹性的系统来确保成功，伯格说
“通过研究自私的元素，也就是自然的基因驱动系统，我们希望在不久的将来能够设计出更好的合成系统
这项研究的第一作者皮内洛皮·普利洛塔说:“自私的因素在线虫体内已经进化了几千年，并在全世界传播——大自然的确是最好的老师。”
毒素-解毒剂对最早是在20世纪80年代在细菌中发现的，类似的元素也出现在酵母、植物、昆虫和线虫中
“毒素-解毒剂元素在生命之树中独立进化
布尔加说:“要么我们人类是一个独特的例子，他们还没有进化，要么我们还没有发现他们。”
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