在電影《星際穿越》中,地球上的最后一種作物——玉米,正在枯萎病的折磨下大片大片的死亡,人類(lèi)因此面臨著嚴(yán)峻的食物短缺問(wèn)題。一種疾病何以威力如此巨大?很可能是因?yàn)檫z傳太單一了,恰如歷史上愛(ài)爾蘭土豆遭遇的晚疫病。多樣性可以對(duì)抗病原體,這個(gè)觀點(diǎn)早已有之,現(xiàn)在猶他大學(xué)的研究者通過(guò)使用小鼠模型,證明了這個(gè)機(jī)制在脊椎動(dòng)物中是成立的。研究者指出,為了降低家畜或?yàn)l危物種受到致命病毒感染的危險(xiǎn),我們應(yīng)該盡量增加它們的基因型種類(lèi)。
“研究結(jié)果證明了,如果作為宿主的小鼠們之間的基因型不同,那么病毒先后感染它們后,復(fù)制速度和致病能力會(huì)下降,并且這種影響是快速且非常顯著的,” 本研究主要作者之一,生物學(xué)教授韋恩·波茨(Wayne Potts)說(shuō)道。相關(guān)研究論文于今年11月18日,發(fā)表在《英國(guó)皇家學(xué)會(huì)學(xué)報(bào)B(生物科學(xué))》(Proceedings of the Royal Society B)上。
研究中所使用的屬于同一物種但為不同品種的小鼠們。
圖片來(lái)源: Jason Kubinak, University of Utah
“這也就是我們?yōu)槭裁床皇呛?jiǎn)單地克隆父母基因的原因,”本研究第一作者、生物學(xué)博士后杰森·庫(kù)比納克(Jason Kubinak)說(shuō)道?!按偈刮覀儺a(chǎn)生不同基因型的原因和機(jī)制很多,但其中之一便是其能夠保護(hù)我們免受致命感染疾病的危害。”
波茨和庫(kù)比納克認(rèn)為,事實(shí)上,他們的研究結(jié)果證實(shí)了“性對(duì)抗毒力假說(shuō)”( sex-against virulence hypothesis)。該假設(shè)表明:能夠促進(jìn)基因型多變性增加的有性繁殖,也許正是宿主一種對(duì)抗病毒和其它病原菌的方式。因?yàn)槎嗷蛐偷奈锓N,能夠防止病毒或細(xì)菌快速的適應(yīng)一種基因型的宿主而產(chǎn)生毒力增強(qiáng)的發(fā)生。
“這個(gè)觀點(diǎn)認(rèn)為,一個(gè)物種通過(guò)有性繁殖,能夠使其所孕育的后代們與其父母的基因型不同,因此也就使得這個(gè)物種難以被病原體感染,”波茨說(shuō)?!霸谘芯恐校覀兺ㄟ^(guò)使用近交系(近親交配)小鼠來(lái)模擬無(wú)性繁殖的條件:這些小鼠都具有相同的基因型。本研究是首次在實(shí)證層面上說(shuō)明了,有性繁殖對(duì)物種產(chǎn)生病原體抗性并抵抗疾病來(lái)說(shuō),是非常有利的?!保ó?dāng)然,也有假設(shè)認(rèn)為有性生殖能夠有效地去除每一代中產(chǎn)生的不利基因突變)
此項(xiàng)研究工作由猶他大學(xué)生物學(xué)博士道格拉斯·康沃爾(Douglas Cornwall)、數(shù)學(xué)和生物學(xué)教授弗雷德·阿德勒(Fred Adler)、國(guó)家衛(wèi)生研究院落基山實(shí)驗(yàn)室病毒學(xué)家金姆?哈森克魯格(Kim Hasenkrug)與波茨和庫(kù)比納克一起展開(kāi)。美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)和國(guó)家衛(wèi)生研究院為其提供研究經(jīng)費(fèi)。