圣大生物学家在鼹形田鼠属啮齿动物中发现假基因

在进化过程中，一些地下动物通过适应机制学会了在地下移动、呼吸、觅食和寻伴。普通鼹形田鼠（Ellobius talpinus）就是这样一种动物，它是田鼠亚科的一种小型啮齿动物，生活在欧亚大草原上。目前对这种动物的研究还很少，而对它们的南美和非洲“兄弟”——裸鼹鼠——的研究却相当深入。

研究成果发表在科学杂志《Molecular Biology Reports》上。

与此同时，与所有其他地下啮齿动物相比，鼹形田鼠具有重要的科学上的优点，因为它们是地面田鼠的近亲。对这些动物进行比较，有助于揭示在啮齿动物转向地下生活的过程中发生了哪些变化，因此当今的生物学家对鼹形田鼠抱有巨大的兴趣。

正如圣大科学家们所指出的，新的分子研究方法可以对这些动物进行更深入、更准确的研究及分类。例如，它们的细胞中有两种类型的DNA——位于细胞核内染色体中的核DNA以及位于细胞核外细胞器线粒体中的线粒体DNA。

圣彼得堡大学科学家参与的国际研究团队成功地发现了阻碍地下啮齿动物研究的鼹形田鼠假基因。

在基于线粒体DNA分析的研究中，线粒体DNA片段的拷贝有时会并入核DNA，成为所谓的线粒体假基因，并作为核DNA的一部分遗传给下一代。对线粒体DNA片段进行测序时，也会对相应的假基因进行测序。于是科学家在分析DNA片段的序列时，假定它们是线粒体，因此具有相应的特性。实际上，它们可能是具有完全不同特性的核片段。

圣大脊椎动物学教研室高级讲师安东宁娜·斯莫尔卡切娃（Антонина Сморкачева）

据她介绍，正是这种情况常常导致研究人员得出错误结论。在研究鼹形田鼠时，科学家们注意到了其基因结构，并开始怀疑鼹形田鼠的核基因组中存在线粒体假基因。为了验证这一假设，圣大生物学家们采用了两种方法：实验室法和生物情报法。

在实验室中，科学家们利用分子克隆技术从三个鼹形田鼠个体中分离出DNA序列混合物，并将其与其他田鼠的类似序列进行比较。结果发现，有些变体甚至比其他田鼠物种的变体更古老。这是典型的线粒体DNA假基因的特征，因为DNA在细胞核内的进化速度（突变积累——核苷酸替换）被认为比在线粒体内要慢。

在生物情报学方法的框架内，我们使用专门的计算机程序在核基因组中搜索普通鼹形田鼠线粒体的DNA序列。结果发现至少有195个核DNA片段来源于线粒体。这个数字是在家鼠身上发现的数字的两倍。与此同时，在其他田鼠的基因组中也发现了168至11930个线粒体假基因。

格赖夫斯瓦尔德大学研究员克里斯丁娜·库普林娜（Кристина Куприна）

由此，圣彼得堡大学的科学家与同事们共同证明，鼹形田鼠身的某些DNA序列从线粒体转移到了细胞核中，从而形成了所谓的假基因。据科学家们介绍，将线粒体DNA引入核基因组会改变核基因的运行、染色质的局部结构，并影响生物体的适应性。

确定线粒体假基因的确切序列将使研究人员能够充分利用分子遗传学方法来研究普通鼹形田鼠和该属其他物种的社会生物学、种群结构和系谱关系。