进化和自然选择发生在DNA层面，随着基因变异以及遗传特性随时间推移而变化和消失。但是现在，科学家们认为进化可能会在其它尺度上发生，不是通过基因，而是通过粘附在其表面的分子传递。

       这些被称为甲基的分子会改变DNA的结构，并可以打开和关闭基因。这些改变被称为“ 表观遗传修饰 ”，它这意味着它们出现在基因组的“上方”或“顶部”。包括人类在内的许多生物都有点缀有甲基的DNA，但是像果蝇这样的生物在进化过程中失去了所需的基因。

       在大约50至1.5亿年前的白垩纪，一种生物酵母“新隐球菌”也失去了甲基化的关键基因。但值得注意的是，以目前的形式，这种真菌在其基因组上仍然具有甲基。1月16日发表在《细胞》杂志上的一项研究证实，新形成的梭状芽孢杆菌能够依靠表观遗传学编辑基因，这是一种新发现的进化模式。

       加利福尼亚大学旧金山分校的生物化学和生物物理学教授希滕·马达尼

       表示，在脊椎动物和植物中，细胞借助两种酶将甲基添加到DNA中。第一种称为“从头甲基转移酶”，将甲基粘在未经修饰的基因上。这种酶使螺旋形DNA链的每一半都带有相同的甲基模式，从而形成了对称的设计。在细胞分裂过程中，双螺旋展开并从匹配的两半中构建出两条新的DNA链。在这一点上，一种叫做“维持甲基转移酶”的酶突然出现，将所有甲基从原始链复制到新构建的一半上。

       研究人员发现，在白垩纪时期，新隐球菌的祖先有DNA甲基化所需的两种酶。但在某个时期，它失去了进行从头甲基转移酶所需的基因。没有这种酶，生物就无法再向其DNA添加新的甲基，它只能使用其维持酶复制现有的甲基。

       从理论上讲，即使单独工作，维持酶也可以无限地将DNA覆盖在甲基中。

       研究小组发现，实际上，每次细胞分裂时，这种酶都会犯错并失去对甲基的追踪。当在培养皿中培养时，隐球菌细胞偶尔获得新的甲基，这与DNA中随机突变的产生相似。然而，细胞失去甲基的速度比获得新细胞快约20倍。

       研究小组估计，在大约7500代内，每个最后一个甲基都将消失，从而使维持酶无法复制。考虑到球菌的繁殖速度，这种细菌应该在大约130年内失去所有甲基。相反，它保留了数千万年的表观遗传编辑。

       马达尼说：“由于损失率高于收益率，如果没有一种机制可以使甲基化随着时间的流逝而逐渐失去，这种机制是自然选择。换句话说，即使这种细菌获得新甲基的速度比失去新甲基的速度慢得多，但是甲基化显着提高了生物体的适应性。”

       转座子是细胞当中的“跳跃基因”，常常将自己跃入细胞存活所需基因的中心。该细胞可能发生故障或死亡。幸运的是，甲基可以抓住转座子并将它们锁定在适当的位置。这可能是隐球菌维护DNA甲基化水平的原因。

       马达尼说：“没有一个单独的甲基化位点特别重要，但是在进化的时间尺度上它们选择了转座子上甲基化的总体密度。”

       这种细菌的DNA甲基化仍存在许多谜。除了在DNA链之间复制甲基外，维持甲基转移酶似乎在其如何引起人类感染方面也很重要。没有完整的酶，生物就无法有效地侵入细胞。酶还需要大量的化学能才能起作用，并且只能将甲基复制到DNA链的空白部分上。相比之下，其它生物体中的同等酶不需要额外的能量即可发挥功能，有时甚至可以与裸露的DNA相互作用，不含任何甲基基团。

       需要进一步的研究才能确切揭示甲基化在新隐球菌中的工作方式，以及这种新发现的进化形式是否会出现在其它生物当中。