科学家们发现，虽然人类和酵母已经在不同的道路上进化了十亿年，但我们之前的相似之处仍然非常多。他们将四百多个人类基因分别插入到酵母细胞中，发现大约50%的基因能够行使功能让这种真菌存活下来。这项研究于五月二十一日提前发表在Science杂志的网站上。

“这很神奇，”印第安纳大学的进化生物学家Matthew Hahn评论道。“这意味着，即使经过十亿年的分歧，同样的基因仍旧行使同样的功能。”

众所周知，人类和酵母存在一定的分子相似性。三分之一的酵母基因可以在人类基因组中找到对应的版本。酵母和人类的对应蛋白，在氨基酸序列上平均重叠32%。

人类和酵母的共享基因引起了德克萨斯大学系统生物学家Edward Marcotte的兴趣。酵母是没有血液的单细胞生物，但它们携带着负责脊椎动物新血管生长的基因，这些基因帮助酵母应答压力。“我们想知道酵母和人类基因在功能上的相似程度，”Marcotte说。

他和研究团队系统性分析了，人类基因是否能够在酵母中起作用。研究人员选择了414个决定酵母存活的基因，比如说控制代谢和处理废物的基因。他们将酵母基因关闭或者去除，然后送入相应的人类基因。如果酵母能够在培养皿上生长，就说明人类基因成功行使了酵母基因的功能。

研究人员发现，有176个人类基因可以让酵母存活下来。Marcotte指出，四百多个酵母基因中大约一半能被人类基因代替，这些人类基因在酵母中仍旧能够行使功能，它们是酵母和人类的共同祖先留下的遗产。

那么这些基因具有怎样的特点呢？研究人员评估了一百多种可能的影响，从基因长度到蛋白质丰度。他们发现，人类基因是否能够替代酵母基因，并不取决于DNA序列的相似程度。在一组密切合作的人类基因中，要么大多数都能替代酵母基因，要么大多数都不能替代。举例来说，在促进DNA复制的一个通路中，任何基因都不能替代。但在制造胆固醇的分子通路中，几乎所有基因都能够替代。

这项研究只说明配备了人类基因的酵母可以生存，并未展示这些酵母能否与天然酵母竞争，美国国家生物技术信息中心的进化生物学家Eugene Koonin评论道。不过这项研究有力地证明了一个曾经受到质疑的观点：不同生物的对应基因具有类似的功能。

Marcotte认为人们应当进一步利用酵母进行研究。过去研究者们一般是在酵母细胞中插入单个基因，其实可以引入一组自己感兴趣的基因，这将有助于开发新药物或者研究疾病中出现问题的分子回路。

Journal Reference:

1.     Aashiq H. Kachroo, Jon M. Laurent, Christopher M. Yellman, Austin G. Meyer, Claus O. Wilke, and Edward M. Marcotte. Systematic humanization of yeast genes reveals conserved functions and genetic modularity. Science, May 2015 DOI: 10.1126/science.aaa0769