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基因融合的演化之旅：这对生命的多样性意味着什么？
在遗传学领域，融合基因的概念代表着一种由两个独立基因所形成的混合基因，这一过程可能通过染色体易位或其他基因变异的方式发生。随着对融合基因的研究深入，我们逐渐意识到这些基因在肿瘤形成及诊断中的重要性，特别是在多种人类肿瘤疾病中普遍存在的情况下。
融合基因为癌症的标志性特征，且提供了诊断和预后的重要依据。
融合基因的历史
早在1980年代，科学家首次在癌细胞中描述了融合基因的存在。此发现源自1960年，彼得·诺威尔（Peter Nowell）和大卫·亨格福德（David Hungerford）在费城的慢性髓性白血病患者中发现了一种小的异常染色体，这一发现后来被命名为「费城染色体」。 1973年，珍妮特·罗维（Janet Rowley）进一步证实这一染色体异常是透过染色体9与22的易位形成。
约1985年，科学家确定了费城染色体对应的BCR::ABL1融合基因，该基因能引发慢性髓性白血病。
癌基因与肿瘤形成
已有超过30年的研究证实，融合基因在肿瘤形成中扮演重要角色。这些基因往往能产生比非融合基因更活跃的异常蛋白，促进肿瘤的形成。此类癌基因包括BCR-ABL、TEL-AML1、AML1-ETO等。 TMPRSS2-ERG则常见于前列腺癌，其融合产品通过抑制雄激素受体表达来调控癌症发展。
融合基因的存在可能使基因产物具有新颖的功能，或通过强效启动子引发肿瘤变化。
诊断的应用
在癌症诊断中，部分染色体异常及其产生的融合基因被广泛应用。常用的方法包括染色体带型分析、原位杂交技术(FISH)和逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)。然而，这些方法在面对癌症基因组的复杂性时仍存不足之处。近年来，高通量测序和定制DNA微阵列的发展则为更高效的检测方法提供了可能。
基因融合的演化意义
基因融合对基因结构的演化起着关键作用，特别是当其出现在编码序列中时。重复、序列多样性与重组是基因演化的主要推动力。基因融合能在非编码序列中引起新的基因表达调控，而在编码序列中则可能形成新的功能性基因，增加多肽模组于多域蛋白的出现。
大规模检测基因融合事件的方法提供了有关蛋白质多模组架构的宝贵见解。
环境中的普林生物合成
在生物体中，腺嘌呤和鸟嘌呤是遗传密码的四个信息编码基因之一。不同物种的普林生物合成路径虽相似但不完全相同，细菌的普林生物合成途径经常涉及基因融合，使得多个酶由单一基因编码。真核生物不仅展示了细菌的常见基因融合，还可能通过新的融合来增强代谢通量。
研究应用
生物学家也会有意地创建融合基因以便于研究。将报告基因与感兴趣基因的调控元件相融合可用来研究基因表达，量化调节基因的活性水平、识别调控位点，甚至在特定细胞中控制所需基因的表达。例如，可以通过创建一个与绿色萤光蛋白的融合基因来观察目标蛋白在细胞中的分布情况。
融合基因的发现不仅仅是生物学上的进步，它们如何塑造生命的多样性与复杂性依旧是一个值得探索的问题？
