SAT阅读自然科学类文章背景知识：让“金”丝雀变成“红”丝雀的，是什么基因？

拥有SAT阅读的话题背景知识可以在考试中极大的提高阅读速度和答题正确率，想知道未来SAT阅读的文章考哪些话题和文章么？快看我们为大家准备的一篇自然科学干货文，提前了解这些重点话题的背景知识十分重要，特别是对于即将参加今年SAT的同学来说价值非常大哦~ 14世纪时，一些西班牙探险家在葡萄牙和摩洛哥西海岸一带的岛上发现了一种羽毛呈暗绿色、啼声婉转的鸟，带到西班牙和英国宫廷，驯养后供王室玩赏。经过很多代的繁育，发展出了羽毛呈深黑、明黄等多种颜色的金丝雀。不过，最常见的，就是金黄色。所以它才叫“金”丝雀嘛。此后的600多年里，出现了黑、黄、绿、青、蓝等各种颜色的金丝雀，唯独没有出现红色金丝雀。1920年代，一些德国生物学家让纯种金丝雀（羽毛为黄色）和产于委内瑞拉的纯种红金翅雀（siskin，羽毛为黑夹红色）杂交，成功产下杂种（羽毛为混色）后，在让该杂种反复和纯种金丝雀（羽毛为黄色）交配（这种做法叫“backcrossing”，中文翻译为“回交”或“逆代杂交”，），连续几十代，直到最后生出羽毛为全红色的杂种（即红色金丝雀）。这最后生成的红色金丝雀，其外表和金丝雀完全相同，只有羽毛颜色换成了全红色。也就是说，最后生成的红色金丝雀，只有红色羽毛这一点遗传自红金翅雀，其他方面全都遗传自金丝雀。这种做法，实际上是人类首次用人工干预的方法把一种动物的一种基因引入到另一种动物身上去。 [caption id="attachment_43558" align="aligncenter" width="415"]

繁育红色金丝雀的过程示意图[/caption] 这些德国生物学家虽然成功地孕育了红色金丝雀，但并不知道，他们从红金翅雀身上引入到金丝雀身上去的，到底是哪种基因。 最近，一些美国科学家和葡萄牙科学家终于成功找出了这种基因，它就是CYP2J19基因。他们首先把红金翅雀、金丝雀和红色丝雀三者的染色体组序列做了一个完全的比较，发现红色金丝雀和金丝雀的不同在于，在红色金丝雀眼部和肝部，一种叫CYP2J19的基因的活跃程度，比在金丝雀同部位，高一千倍。 [caption id="attachment_43559" align="aligncenter" width="724"]

左图为普通金丝雀，右图为红色金丝雀[/caption] 这时，科学家们联想到，之前他们已经知道，鸟类要想长出红色羽毛，先要从食物中获取黄色的“类胡萝卜素”(carotenoids），再借助体内的一种酮酶（ketolase）把“类胡萝卜素”转化成红色的“酮式类胡萝卜素”（ketocarotenoid）。而这种转化过程，正是在鸟类的眼部和肝部完成。于是，科学家就几乎可以确定，让鸟类的体内产生能够转化色素的酮酶的基因，就是CYP2J19基因。让鸟类长出红色羽毛的基因，也就是这种基因。无独有偶。英国剑桥大学的一个研究团队，也发现了CYP2J19基因的作用。不过他们研究的另一种叫“斑胸草雀” （zebra finch）的鸟。正常情况下，这种鸟的喙是红色的，少数情况下，会长出黄色的喙。剑桥的科学家们发现，正是因为基因突变导致某些“斑胸草雀” 体内的CYP2J19基因无法发挥作用，这些草雀才会长出黄色的喙。也就是说，英国的科学家，从另一个方向，证明了CYP2J19基因能够决定鸟类身体某些部位，是不是长成红色。 [caption id="attachment_43560" align="aligncenter" width="327"]

左图为普通斑胸草雀，右图为黄嘴斑胸草雀[/caption] 另外有一些科学家指出，以上两个研究都比较让人信服，唯一不足是，两个研究都没有另外再做一个“人工抑制CYP2J19基因会不会让鸟长不出红羽毛红嘴巴”的实验来加强论证。还有科学家指出，还有一些问题需要进一步研究。比如，火烈鸟身体的红色，也是靠“酮式类胡萝卜素”的，那火烈鸟体内是不是就肯定有CYP2J19基因？还有一些其他鸟（比如红色鹦鹉）身体的红色，不是靠“酮式类胡萝卜素”的，那这些鸟是不是体内就肯定没有CYP2J19基因？ [caption id="attachment_43561" align="aligncenter" width="415"]

比一般三文鱼贵的人工养殖粉色三文鱼[/caption] 最后值得一提的是，发现CYP2J19基因，可能有商业用途。因为“酮式类胡萝卜素”和鸟类视网膜内的“蝦紅素”（astaxanthin），都可以当食品添加剂使用，也可以改变食用动物的颜色。市面上的人工养殖粉色三文鱼（卖价比普通灰色三文鱼要贵），就是这样养出来的。在搞清楚CYP2J19基因的作用后，有利于更好地将各种色素用于食品工业。