比较DNA的力量

每种植物和动物的DNA结构都是一样的。但是基因序列是不一样的。正如西蒙·毕晓普在访问伦敦大学学院时发现的那样，这意味着通过比较物种之间的DNA，我们可以学到很多东西。

如果你想想DNA，它有几十亿个碱基长。因此，有数十亿个字符可以用来帮助我们找到更接近或不太接近的动物群体。

西蒙-马克斯·特尔福德，来自遗传、进化和环境学系。

如果我们考虑形态特征，我们可以把哺乳动物归为一类，因为它们共享毛发和哺乳。同样地，DNA也有特征——As、Cs、Gs和Ts——这些特征是遗传的，它们会发生变化，而这些变化也会遗传。因此，如果我们发现一个特定群体的祖先从a变成了C，那么这个变化将被该群体的所有后代继承，并将作为一个标志，表明该群体的成员彼此之间的关系比他们与仍然带有a的事物之间的关系更密切。

西蒙:在你的工作中，你正在研究许多不同动物的核苷酸序列之间的差异。你比较的是哪种动物?

马克斯:嗯，我们对深层次的关系很感兴趣，所以我们研究的是大的群体——动物门——比如环节动物、节肢动物、软体动物和脊索动物，这些都是非常大的群体。它们大约出现在5.6亿到6亿年前，所以它们是非常古老的关系。我们正在研究这些门之间的关系，看看这些主要的身体模式是如何进化的，以及不同群体之间的关系。

西蒙:你有什么发现?

马克斯:嗯，我们研究了不同的种群，但最近我们研究的主要是一种叫做Xenoturbella bocki。和Xenoturbella是一种非常简单的蠕虫，它最初被归类为扁虫。最初的研究Xenoturbella他们观察了它的DNA，当他们将它与许多其他动物的相同DNA进行比较时，它与双壳类软体动物的DNA最相似，双壳类软体动物就像牡蛎或贻贝一样。这是非常令人困惑的，这是我刚开始研究的时候Xenoturbella。我们的直觉是，真正发生的是对DNA的第一次研究Xenoturbella他们真正提取出来的东西，真正来自某个地方Xenoturbella吃过东西——事实上我们知道吗Xenoturbella吃双壳类软体动物。所以我们的第一个实验是重复这个DNA提取，在我们做之前，移除肠道Xenoturbella。当我们这样做的时候，我们没有发现任何软体动物的DNA，我们惊讶地发现Xenoturbella与后口动物的关系最为密切。这非常令人兴奋，因为后口动物包括脊索动物，而我们就是脊索动物!脊椎动物是脊索动物门的一部分。

西蒙-这是一个Xenoturbella你现在让我知道了。多奇怪的事啊!这就像一个白色的，又软又扁的虫子。我们在看的到底是什么?

麦克斯:嗯，你说得对，它看起来非常非常简单，而且确实非常简单。它看起来很像扁虫。与其说它有什么，不如说它缺少什么。它没有贯通的肠道，所以它没有分开的嘴和肛门，而大多数两侧对称的动物都有，所以它似乎失去了这一点。它来自于半足动物、棘皮动物和脊索动物的共同祖先，我们知道这一点，因为所有这些动物都有鳃缝，它们一定有鳃缝Xenoturbella没有鳃缝，所以这是它失去的另一个角色。它有一个非常简单的神经系统。从某种意义上说，它更像是一个神经网络，类似于你在水母中发现的神经网络，而不是你在许多其他后口动物中发现的中枢神经系统。

我们收集Xenoturbella在瑞典，这是它们最初被描述的地方。它们位于瑞典唯一一个峡湾的底部，大多数人认为那里有很多——我当然曾经去过那里——但所有其他峡湾都在挪威。所以它们生活在60到100米深的泥里，那里有很多它们吃的双壳类软体动物，我们去了一个叫做Kristineberg的海洋站在瑞典西海岸的峡湾边上，我们乘船从海底挖出泥来，在泥里搜寻，这就是它们被发现的地方。

西蒙:这是一种非常非常简单的生物，它缺少很多非常重要的特征，它有一个非常简单的大脑，但DNA告诉我们，这与其他蠕虫，软体动物相比，更像我们，像章鱼这样的动物，它们的大脑要复杂得多。

马克斯:DNA告诉我们它和这些复杂的动物有关系，但它要简单得多。事实上，我们现在正试图理解这一点。我们知道它们的形态非常简单，这一定意味着它们失去了很多字符。那么看看基因组，在形态简化和基因组的同等简化之间是否存在联系?它失去了很多基因吗?它失去了哪些基因?我们能把这些和它失去的形态学特征联系起来吗?这也是我们正在努力的方向。

西蒙:我们可以研究的不仅仅是那些奇怪而奇妙的生物的DNA。伦敦大学学院的马克·托马斯比较了人类的DNA序列。他特别关注能够分解药物的酶基因的变异。

马克:有很多酶，我们可以笼统地称之为解毒酶，它们存在的原因是，事实上，植物产生了大量的有毒化合物——因为它们真的不想被吃掉。所以我们进化出了一系列的酶来处理这些有毒的化合物，碰巧它们也能分解很多很多的药物。在许多研究中，我们试图了解不同人群之间的差异，因为这将影响哪种药物对不同人群的效果。

西蒙:你是在研究任何特定类型的人群，还是你有来自世界各地的大量DNA样本?

马克:这个领域正在放眼世界，我们对非洲特别感兴趣，因为我们多年来一直对非洲的人口历史感兴趣，因此我们收集了大量来自不同非洲人口的DNA样本。

西蒙:你有没有发现，你从中获得的知识可能会影响到非洲大陆各地开出的不同药物?

马克:是的，这是有原因的。更好地了解不同人之间的基因差异以及它是如何影响药物是否有效的，药物是否无效是因为这个人很快就摆脱了它们还是因为这个人几乎无法摆脱它们实际上是非常有毒的，这些显然很重要。它们对给人们服用药物的结果有很大的影响，显然，药物对健康非常重要。我记得几年前有人给我引用的一个数字是发达国家医院里人们的第四大杀手是对一种药物的不良反应，这是惊人的!但是，很明显，你不能把婴儿连同洗澡水一起倒掉，然后说，好吧，我们不要使用药物，因为到目前为止，医院里最大的死亡原因将是没有给病人提供一种可以拯救他们的药物。但是，很明显，药物是有风险的，因为很多药物都是非常强大的，而且人们对这些药物的处理能力也有很大的不同。我们知道这很大程度上是由基因决定的，所以了解人们对这些药物的反应不同的基因显然很重要。