分子钟和中性学说。
上世纪60年代以前,大家对进化论的认识是,基因突变要么是好的(被自然选择留下来),要么是坏的(被自然选择淘汰掉)。随着基因序列数据的慢慢积累(实验数据也很重要~),开始有人用序列比对来分析不同物种间的同一个基因(ortholog)的序列。Zuckerkandl和Pauling发现,物种间的序列的差异大小总是跟物种分化的时间(由化石证据推算)成正比(即分子钟)。如果突变是否被接受完全是由自然选择决定的,那么我们不应该看到这个现象,而应该看到序列的差异大小与生存环境的差异大小成正比。这个发现后来为中性学说的提出(Kimura)作了很好的铺垫。中性学说指出,基因突变只有少数是好/坏的,大多数是中性的,能否被接受完全是随机的,因此进化时间越长,随机积累的差异就越多,所以会有分子钟的现象。现在在基因型的水平上(与之相对的是表型的水平),大家都已经接受了中性学说。
另外,当年测序和做序列比对可不像今天那么容易。序列比对的算法在生物信息学里面也算是很重要的一块了,可以说的很多,就不展开了。
参考文献:
Zuckerkandl, Emile, and Linus Pauling. “Evolutionary divergence and convergence in proteins.” Evolving genes and proteins 97 (1965): 97-166.
Kimura, Motoo. The neutral theory of molecular evolution. Cambridge University Press, 1984.
——————分割线:以下是关于问题和回答的一些个人意见———————
- 我是做分析,不做实验的,所以我觉得是“通过生物信息学的方法发现”的东西,做实验的同僚不一定赞成。
- 显然,离开了实验数据的生物信息学分析是无本之源,我最多只能说在某种意义上,这个“重大发现”里面的,比起实验得到的数据,分析得出的结论相对比较重要。所以在上面的回答中我也强调了,实验数据也很重要。
- 现
在“生物信息学”的内涵非常广泛,生物研究中针对序列(DNA,蛋白质),网络(信号通路,蛋白相互作用网络),图像,等等的分析都能算在里面,所以基本
很多发现都是离不开生物信息学的。我的回答只是谈到了我自己比较熟悉的序列分析方面。 - 我
心目中什么才算“重大”:现在很多实验产出数据量很大的文章(数据量大,必然依赖生物信息学来分析),其结论都是很描述性的(比如说基因组包含几个基因,
某个基因在/不在某个通路里面,某个病跟哪几个SNP有关……大家都知道会有那么些东西在那里,只是不知道具体是什么)。某种意义上,这就像是在”集邮
“(语出”All science is either physics or stamp collecting”-Ernest
Rutherford),没有什么理论/概念上的突破,所以应该不算重大。当然你也可以说目前生物学研究的主要目标本身就是“描述”生物系统是怎么运行
的,所以描述性的结论也可以很“重大”。我能理解这种观点(并且请参看上面的第2点),它也有一定道理,只是我认为理论/概念上的突破比之更“重大”而已。我本来打算多列举几个的,但基于以上考虑,和本人较窄的知识面,暂时想不到其它重大的发现了…… - 生物信息学发展出来的算法/技术/软件本身也很重要,不过那些是人设计出来的东西,不算“发现”。
来源:知乎 www.zhihu.com
作者:Philip Yang
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