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科学有料：自然进化并不完美，人类基因中“有用”的不到10%

2015年9月25日 16:00 阅读 219                

（文章来源：Zmescience，编译：陈嘉，原创文章）

导读

人类基因组计划至今已经过去了10年，而最困难的部分在于，我们需要确定每一个基因片段到底代表了什么，或者只是仅仅被携带在染色体中。根据一项最新的研究成果表明，在人类基因组中，实际上只有8.2%的基因是“有用”的。

所谓“有用”，指的就是这部分基因能够执行某项功能，比如组成有用的器官、激活其他的基因或者对人体各项技能进行调节等等。而剩下的那部分基因就是科学家们口中的“垃圾基因”。

人类的基因组就像是一本将基因当作文字而书写的一本生物学方面的书。人类基因组包含有大约32亿个碱基。这项由英国牛津大学的研究人员主导的研究发现，在人类的基因组当中，仅有2.5亿个碱基是功能性的，剩下的接近30亿个碱基都没什么用。这不是一个小数目，但是仍然比之前科学家们预计的3%到5%要高上不少。

当然，这并不是说以前的研究调查结果是错误的，这只能说明我们需要更加了解每个组类的功能基因到底有什么作用。科学家们曾经在基因工程百科全书(the Encyclopedia of DNA Elements Project)中发表的一篇文章称，人类的基因中有80%是有用的。

但是，研究人员当时主要通过研究蛋白质的活性得出的这一结论，而无论细胞存活与否，其蛋白质活性并未发生改变。当细胞分裂的时候，DNA将蛋白质的活性反应复制了过去，但这并不意味着这一段基因片段是有用的。

来自德克萨斯州休斯顿大学的分子进化生物学教授Dan Graur表示：“不管人们是否接受，我们体内的绝大部分基因组都是垃圾。不仅如此，研究还发现，很多有机体的基因组数量很少，也有的有机体基因组比人类还要多得多，但是基因组规模的大小并没有什么作用。”

在这项新的研究中，研究人员使用了一种进化模型来估量这部分有用基因的重要性。这样的做法不仅适用于人类的基因组，还可以用于牛、雪貂、兔子和熊猫等生物。这种全新的基因分析方法能够分析包括人类在内的所有哺乳动物是如何进化而来的。

这种分析方法的原理在于，在进化中变化较小的基因，它本身是有用基因的概率要相对高一些。研究结果表明，和人类一样，动物体内也只有8.2%的基因是功能性的。

更有趣的是，我们的体内只有1%的基因控制着蛋白质方面的功能，其余的7%则负责基因之间的调控，比如人体功能的开启和关闭等等，当然，这也是非常重要的。

一部分人可能会对这样的研究结果表示惊讶。我们体内怎么会存在这么多的“垃圾基因”？它们为什么没有在进化的过程中被消除掉?它们存在的意义到底是什么？目前，我们还不能解答这些问题，但是最简单直接的回答是，自然进化并不是完美的。