科学家们长期以来就想知道生物如何利用一组有限的基因进化出新的功能.一种流行的解释就是基因偶然地发生重复；重复基因经历突变和获得新的功能；如果那种新的功能是有用的,那么这种基因能够扩散开来 论文共同作者、加州大学戴维斯分校微生物学特聘教授John Roth说,"这是一种老的观点,而且它明显地就是这样发生的. Roth说,问题在于人们很难想象这是如何发生的.自然选择在移除发生突变的基因上是特别有效的.没有正向选择的基因将会很快地消失.那么,一种新发生重复的基因如何保持足够长的时间以便获得一种新的成为正向选择目标的有用功能？
Roth实验室和其他科学家已经通过一种"革新、扩增和分歧"过程提出关于新基因起源的模型.如今,来自乌普萨拉大学的Joakim Nasvall、Lei Sun和Dan Andersson测试了这种模型. 在这种新的模型中.原始的基因首先除了它的主要活性之外获得另一种较弱的功能.如果条件发生改变而使得这种次要功能变得重要的话,那么对这种次要功能的选择会偏好增加旧基因的表达. 增加基因表达的zui常见方法就是重复这种基因,可能发生多次重复.自然选择然后在这种基因的所有拷上发生作用.在选择下,这些拷贝积累突变和发生重组.一些拷贝使得次要功能增强,而其他的拷贝保留着它们的原始功能.
zui终,细胞携带者两种不同的基因,每种基因提供一种功能,因此新的基因功能就产生了 Nasvall、Liu和Andersson利用沙门氏菌测试了这种模型.这种细菌携带着一种参与制造*的基因,而且该基因还拥有另一种较弱的促进*合成的功能.在他们的研究中,他们将主要合成*的基因从这种细菌中移除,然后观察会发生什么.在不含*的培养基中让这种细菌发生3000次传代后,他们强迫这种细菌进化一种产生*的新机制：在原始的参与制造*的基因发生重复后,一种重复的基因拷贝会提供一种合成*的 Roth说,"我们的模型的重要改进之处就在于整个过程都在持续选择下发生的,也就是没有一段时间不存在选择,这样额外的基因拷贝就不会因不存在选择而可能丢失."
