研究不同的物种已经鉴定出了许多DNA修复的途径。在比较研究中，进化的观点是颇为有用的，其不仅仅是简单的鉴定途径的不同之处，而且还着重了解不同是怎样产生的。在本文中，我们展示了DNA修复蛋白及过程的比较分析。基于现有数据库序列，我们较为详尽的研究了RecX家族及MutT／Nudix超家族这些与DNA修复相关的基因，将有利于了解DNA修复途径的起源进化，也将增进我们对于DNA修复的理解。在DNA修复的研究中，不仅对于理解物种间修复的差异，而且对于修复的过程，我们相信进化的观点都是举足轻重的。耐辐射球菌(Deinococcus radiodurans)是目前所知最抗辐射的生物之一，研究耐辐射球菌的DNA损伤和修复途径展示了其极度的对于电离辐射、紫外线和活性氧的抗性。而完整的基因组序列为研究不同物种中的DNA修复提供了潜在的新材料。比较耐辐射球菌和新近完成的Deinococcus geothermalis基因组的数据将对于奇球属中细菌的多染色体的起源和进化的深入了解大有裨益，或许对于耐辐射球菌的抗性解释有新的启示。RecX蛋白通过与RecA蛋白或RecA纤维聚合体相互作用来调节RecA的活性。在耐辐射球菌当中，RecX不仅下调recA基因的转录，而且也直接在蛋白质水平上抑制RecA的活性。DinI和RecX蛋白组成一个调控的网络，进而对于RecA的活性进行竞争性的调控，其中DinI作为正调控物而RecX作为负调控物。我们的研究展示了一个较为全面的RecX进化的历史，对于RecX的进化研究也许有助于揭示RecA调节机制的进化。通过搜索微生物基因组的数据库来确定RecX的分布，结果显示RecX在大多数的细菌中存在。很多细菌，但不是所有的细菌拥有recX基因，RecX的同源物是有限度保守的。因为RecX的同源物只在细菌的主要分支中找到，所以推测RecX是个古老的蛋白而存在于细菌的共同祖先当中。Rocha最近的工作显示，RecX的同源物在一些细菌门类中找不到，其中包括Aquificae门、Cyanobacteria门、Chlamydiae门和在Proteobacteria门及Firmicute门中的一些小的分支。我们对于RecX的进化分析提示了RecX是在细菌的共同祖先中起源，或者是在接近细菌界分化时起源。RecX存在于细菌的祖先当中，而后在各个细菌分支中继承下来；植物RecX样蛋白是由一个未知来源的独特的N-末端结构域和RecX结构域基因融合而成；植物RecX结构域由细菌基因组到植物中。recX在进化过程中，两个处于同一操纵子当中的基因在基因组序列上被分隔，甚至在植物核基因组中处于不同的染色体上。在长期的细菌进化历史中，RecA与RecX的相互作用并不是非常保守的。我们还讨论了由细菌到植物中三种可能的进化途径和RecX基因功能的进化图景。RecX的进化历史可能是一个涉及基因丢失、基因转移、内共生和基因融合事件的过程。MutT／Nudix超家族包含分布广泛的酶家族，其分享一个模体或基序(motif)GX(5)EX(7)REUXEE。人类细胞至少表达八个MutT模体或Nudix脱氢酶成员，而这些酶在细胞中据信是具有清除有毒的核苷酸代谢物及调节核苷酸的水平和它们的代谢重要的信号，这是个对于人类的健康和疾病具有重要意义的蛋白家族。细菌的MutT蛋白与GO系统相关，去除氧化破坏的鸟核苷酸，MutT特异地降解8-oxo-dGTP，伴随释放焦磷酸。在本文中，我们做了三个来自于原核和真核生物的双MutT／Nudix结构域蛋白实例分析。第一，动物的Nudix蛋白是共有保守的Nudix结构域的。在果蝇中的melanogaster和obscura组(group)中发现了双Nudix蛋白，但是在其它的昆虫中，如蚊和蜜蜂，只发现单Nudix结构域的蛋白。用Nudix1(N-末端Nudix结构域)、Nudix2(C-末端Nudix结构域)和其它动物的Nudix的蛋白质序列构建了系统进化树。从进化树上看，Nudix1和Nudix2由在蚊和果蝇中的共同的祖先序列通过基因重复事件得到。系统发育分析提示了动物双Nudix结构域蛋白质经历了A型基因重复-融合的事件。第二，在耐辐射球菌中的双MutT蛋白的N-末端(DR0004a-DR0004a)与双MutT蛋白的C-末端(DR0004b-DR0329b)分别以99％高的bootstrap值分别聚在一起，然后两个小的分支对又聚成一个分支，而且第三个分支对(DR0783-DR0784)与前两个分支对聚成的分支又聚合在一起，这三个分支形成一个子树。耐辐射球菌中的双MutT蛋白由B型基因重复-融合事件而得到。最后，在大肠杆菌中的1VK6的分子中存在两个显然相似的Nudix结构，尽管两个结构域间只存在相当低的序列相似性。我们提出古老的基因重复融合事件来解释这个现象。基因的重复-融合事件是双MutT／Nudix结构域蛋白的最基本而重要的新基因产生机制。独立的基因重复-融合事件导致了不同的双MutT／Nudix结构域蛋白中的相似结构。它们的进化命运与一般的重复基因对有差异，我们认为这些个例研究可能将对于进一步理解基因重复事件后果有帮助。许多细菌只有一个环状的染色体，但是耐辐射球菌却拥有含两个染色体(DRCⅠ和DRCⅡ)的复杂基因组。于2006年完成的Deinococcus geothermalis基因组也拥有两个染色体(DGCⅠ和DGCⅡ)。比较基因组的研究不仅为从进化观点理解DNA修复，而且为细菌的多染色体进化和理解多染色体的起源提供了信息。奇球属的不同的种能够抵抗由电离辐射、紫外线等造成的损伤。比较这个属中仅有的已经解析的基因组的不同染色体有助于理解奇球属中细菌多染色体进化及DNA修复提供信息。我们比较基因组的结果提示了DRCI和DGCI在奇球属中可能有共同的祖先染色体。这个结果进一步支持了1999年White在Science上发表的观点，即DGCⅠ与Thermus中单个的染色体TTCI同源有共同的祖先染色体分子，而耐辐射球菌其它的成分有着不同的起源。DRCⅠ和DGCⅡ仅共享6％的基因，DRCⅡ和DGCⅠ之间也是分享约6％的基因。而我们发现DRCⅡ和DGCⅡ可能也并非同源，因为它们仅共有16％的基因。最后我们提出了一个在Deinococcus-Thermus门中细菌染色体的假定的进化过程。