研究人员展示了一些基因是如何从免疫功能进化到某些哺乳动物的嗅觉作用的

哺乳动物拥有多条防御微生物的防线。当存在于免疫细胞上的称为Fprs的受体与与病原体相关的特定分子结合时，其中之一被激活。瑞士日内瓦大学(UNIGE)的研究人员在2009年表明，这些相同的受体也存在于小鼠的鼻子中，可能是为了检测受污染的食物或避免生病的同种。生物学家现在在PNAS期刊中描述了Fprs在啮齿动物进化过程中如何获得这种嗅觉作用，从免疫系统转向神经元系统。这项创新源于啮齿动物进化过程中相隔数百万年的两次基因组“事故”。

“我们想要了解Fprs如何在嗅觉神经元的表面进化，并获得一种新功能”，来自UNIGE科学系遗传与进化系的Ivan Rodriguez教授实验室的Quentin Dietschi解释说。这项研究的共同第一作者，扩大了2009年的研究，已由Rodriguez教授领导。生物学家与UNIGE医学院基础神经科学系教授艾伦卡尔顿合作，证明了这种遗传创新是由于在啮齿动物进化过程中发生的两次基因组事故。通过比较各种啮齿动物物种的DNA序列，研究人员能够及时追溯并跟踪目标基因的进化。

免疫受体为嗅觉受体

我们很少将完整的基因组拷贝传递给我们的后代。从一代到下一代的这些差异有时是重要创新的起源。“在进化过程中，编码其中一个Fprs的基因落在调节嗅觉受体表达的DNA序列附近。因此这种调节元件被劫持，使得Fpr的表达成为原始嗅觉受体的表达”， Joel Tuberosa，该文章的共同第一作者。因此，今天的仓鼠，老鼠和老鼠的祖先获得了新的嗅觉能力，可能是嗅到其环境中存在的微生物痕迹。

一个新的感官工具箱

几千万年后，在老鼠的祖先中，编码免疫Fpr的基因再次落在嗅觉调节元件附近，但不同。因此，这种小型啮齿动物获得了一种额外的工具，可以用鼻子检测与病原体相关的不同分子线索。

这项研究构成了一个典型案例，描述了由于仅有两次遗传劫持，一系列受体已经从内部世界的传感器转变为外部世界的传感器。