复旦大学科学家提出“偏向性突变导致酪氨酸丢失”新假说
复旦大学生命科学学院、生物医学研究院苏志熙副教授和在读博士生黄伟提出 “后生动物进化过程中，偏向性突变是导致酪氨酸丢失的主要原因”新假说，这一假说为酪氨酸激酶调控网络系统进化及生物体表型复杂性进化的研究提供了新的思路。
近日，复旦大学生命科学学院、生物医学研究院苏志熙副教授和在读博士生黄伟，在博士生导师、长江学者谷迅教授指导下，经一年多潜心研究，对目前世界生命科学研究领域“后生动物进化过程中酪氨酸丢失是自然选择作用的结果”这一权威观点进行修正，提出 “后生动物进化过程中，偏向性突变是导致酪氨酸丢失的主要原因”新假说，这一假说为酪氨酸激酶调控网络系统进化及生物体表型复杂性进化的研究提供了新的思路。目前该成果已发表在最新一期的国际顶尖学术期刊《科学》（Science）杂志上。与原生动物相对，一切由多细胞构成的动物，均称为后生动物，而原生动物是动物界中最低等的一类真核单细胞动物，其个体由单个细胞组成。研究发现，“酪氨酸激酶调控网络”对后生动物进化有重大作用。在生命起源中，“酪氨酸激酶调控”只在“多细胞动物”中进行，绝大部分单细胞生物中没有“酪氨酸激酶调控网络”，而随着多细胞动物复杂性的不断增加，酪氨酸激酶调控网络的演化越来越复杂，因此，酪氨酸激酶网络调控已被科学界公认是导致多细胞动物复杂性演化的重要机制。经长期研究，科学家有重大发现：虽说“酪氨酸激酶调控网络”只在“多细胞动物”中进行，但有一种介于真菌和多细胞动物之间的微小水生原生动物“领鞭毛虫”是目前“已知的唯一例外”， 科学研究证明领鞭毛虫的酪氨酸激酶基因竟高达128种之多，比人类中所发现的多38种。酪氨酸激酶网络是如何在小小的领鞭毛虫身上演化的？它为何会演化出比人还复杂的酪氨酸激酶系统？这些都是苏志熙副教授等非常感兴趣的重大问题，也是细胞信号转导网络研究领域令人着迷的未解之谜。
加拿大西纳山医院的Tony Pawson教授是这一领域的权威之一， 2009年他与同事Gary Bader以及来自英国癌症研究院的Rune Linding等在《科学》杂志发表题为“后生动物进化过程中酪氨酸丢失的自然选择作用”文章。文章认为在后生动物进化过程中，生物体受到自然选择作用，选择性的丢失蛋白质中的酪氨酸，即“通过去除潜在的有害磷酸化位点这一机制来适应酪氨酸激酶信号通路的复杂性进化，从而促进了多细胞动物本身的复杂性的进化，如演化出各种不同的细胞类型，组织，器官等”。然而，苏志熙等认为，Tony Pawson教授等的假说不能解释其它氨基酸在多细胞动物进化过程中的变化规律，更不能解释为什么领鞭毛虫有如此复杂的酪氨酸激酶网络系统。
苏志熙等经严谨的研究实验，提出的新假说认为，后生动物进化过程中，基因组DNA“组成成分”向高GC（鸟嘌呤和胞嘧啶）含量的偏向性突变是导致酪氨酸丢失的主要原因，而这种非选择性的酪氨酸丢失过程才是促使酪氨酸激酶信号通路以及相应的后生动物机体复杂性进化的原始动力。
《科学》杂志的审稿人认为，苏志熙等的假说不仅解释了多细胞进化过程中绝大部分的蛋白质氨基酸的变化规律，也提出了领鞭毛虫的复杂酪氨酸激酶网络形成的可能机制，是一个更令人信服的假说。
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