《分子和基因组进化》
Molecular and
Genome Evolution
作者：Dan Graur
出版社：Oxford University Press
索书号：Q349/G774/2016/Y
ISBN：9781605354699
藏书地点：武大外教中心
在达尔文提出进化论后的150多年间，生命科学经历了一次又一次的变革，其中一个重要原因就是物理学、化学、数学、工程学等很多学科的方法逐渐应用于生物学研究，使我们研究生命科学的视野不断扩大，研究的问题也越来越深入，我们开始有能力来处理比达尔文时代更复杂的生命科学问题。特别值得一提的是，1953年，DNA双螺旋结构的发现为我们打开了一扇崭新的窗口，开启了分子生物学的新时代。分子生物学已成为现代生物学的主旋律，我们可以从分子水平来重新审视原来公认的生物学理论。
如今，越来越多的分子生物学家开始从进化途径来解决生命科学的前沿问题。其中，利用同源基因来预测未知的基因功能，已经成为基因组分析中的一项常规工作。这一工作通过构建进化树来确定不同生物的种间同源基因和种内同源基因以及基冈家族成员。由于种间同源基因往往具有相似的生物学功能，因而可用于未知的基因功能预测。例如，原始血红蛋白基因经过基因复制和长期的进化过程，形成了血红蛋白仅链和血红蛋白B链两个基因（家族），分别行使不同的功能。如果我们从一个物种中测定了新的血红蛋白基因序列，就可以通过生物信息学及分子进化分析，确定它属于哪个基因家族，从而推测它的功能，为今后进一步进行实验验证奠定基础。
目前，分子进化分析技术仍在不断发展之中，它的应用范围也在逐步拓展。由于分子生物学越来越趋向于大规模实验，分子进化模型预测将为研究人员节省大量的时间和经费。
分子生物学时代的进化研究还有一个显著特点，就是进化理论与实际应用紧密结合。众所周知的SARS冠状病毒分子进化研究是一个极好的案例。
2002年11月，我国广东佛山出现首例SARS，随后半年内此病迅速在国内及全世界范围内蔓延。科研人员在该病致病原的确定方面进行了大量工作，先后排除了肺炭疽、肺鼠疫、甲乙型流感、禽流感呼吸道合胞病毒、副流感病毒、腺病毒、鼻病毒、肺炎支原体等人类常见病毒，但仍然无法确定其可能的感染原。面对这一全新的病种，传统医学通过症状和常规筛选推测感染原的方法失效。2003年3月，世界卫生组织( WHO)组织了全球SARS联合研究合作网络，在4月16日宣布SARS致病原为新型冠状病毒-SARS冠状病毒，其依据是根据该病毒聚合酶基因的部分编码序列完成的进化分析。
我国科研人员进一步利用分子进化方法重建了SARS的流行病学过程。他们分析了来自中国SARS流行早、中、晚三个不同阶段病例的60余份样本，获得了每份样本的全基因组序列。在详细病史记录的基础上，研究了这些基因组序列中的变异和进化规律，构建了SARS病毒的基冈型进化树。在结果树状图上标记出SARS流行的三个不同阶段后发现，所有的变异都可以归结为5个基因型的改变。
根据进化理论，当一种新型的病毒接触人体时，其生存环境的改变会导致不适应新环境的病毒被淘汰，而且这个数量是巨大的。但是，就是那些少之又少的病毒通过了“瓶颈效应”，在人体内繁殖并不断地累积突变，最终适应了新环境。那么，SARS冠状病毒是否适应了人体环境呢？科学家们在分析后发现，病毒在流行早期的确发生了适应性进化（称为“达尔文选择”），而晚期则倾向于不适应环境的淘汰选择。
尽管分子进化分析在SARS研究中发挥了重要作用，但仍有许多未解之谜，追踪SARS病毒的源头及其天然宿主的工作目前还在继续进行之中。
进入后基因组时代，生物进化理论正面临前所未有的机遇与挑战。机遇是大规模测序计划（如人类基因组计划）及各种组学（基因组学、蛋白质组学等）手段不断完善，人们可以通过这些工作所获得的大量分子数据来验证已有的进化理论，从而发展和深化传统进化思想和分子进化分析方法。对现有进化理论的挑战也来自于解释海量分子数据及探寻复杂生物学领域的巨大需求。例如，人们发现某些病毒的进化历史可能不是一种树状结构（如人畜共患病病毒位于不同的“树枝”上），而是一种网状结构，如同飞舞在进化树枝间的蝴蝶，因而用进化树来重建病毒进化历史时存在许多缺陷。如何构建更为全面的进化网络则是摆在我们面前的一项崭新的课题。机遇也罢，挑战也罢，它们都为生物进化论在分子生物学时代的进步展现了光明的前景。
这本书描述了在分子和基因组水平上的进化过程背后的驱动力，各种分子机制对基因、蛋白质和基因组结构的影响，从进化的角度处理分子数据的方法和分析工具，以及进化假设测试的逻辑。分子水平上的进化现象在某种程度上是可以理解的，而不需要对分子生物学、进化或数学有太多的先决知识。无数的例子支持和澄清包括理论论证和方法讨论。
《分子和基因组进化》一书于2016年由Oxford University Press出版，作者是Dan Graur。
本书作为研究宏观进化和宏观生态的书籍，内容专业详实，语言浅显易懂，具有以下特点：
1、本书每一章节都使用了大量图例，使读者能够更加全面深刻理解讲述的内容。
2、书中每一个章节开始前都简单呈现线路图、主要点、涵盖的技术和包涵的具体案例等方面，让读者能够抓住本章的关键信息。
3、在本书的最后，将出现的专业词汇都罗列出来，大大方便了大家在阅读过程中对书中专业术语的认知。
4、书中每一节课后面都有大量的文献引用，可以引导读者了解更多进化生物学的知识
5、作者提供了一个与本书相关的网络资源，方便教师用于课堂演示和教学
1.
生物和分子的进化基础
2.
群体中的等位基因动态
3.
DNA和氨基酸序列进化
4.
分子进化的速率和模式
5.
分子系统发育与系统进化树
6.
网状进化与系统发生网络
7.
DNA复制的进化
8.
分子修补的进化
9.
进化中的移动因素
10.
原核生物基因组进化
11.
真核生物基因组进化
12.
基因调控的进化
13.
实验分子进化
朱旺 武汉大学生命科学学院 硕士研究生