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科学家发现人类基因组进化“指纹

来源:www.tlybc.com 时间:2008-4-13 16:00:36 浏览:

“人类基因组计划”显示,人类30亿个碱基对中只有很少一部分用于编码蛋白质。那么人类基因组剩余的部分在起着什么作用?它们是否只是之前遗传事件的残余?   
    美国科学家近日研究发现,遗传信息转变为蛋白质的过程中会留下遗传“指纹”,这些“指纹”甚至会出现在未参与蛋白编码过程的序列中。研究人员估计这些“指纹”至少影响到了三分之一的基因组,这表明虽然大部分DNA不参与编码蛋白,但是它们对在进化期间保持持续性具有重要的生物学作用。相关论文4月7日在线发表于美国《国家科学院院刊》(PNAS)上。   
    生物学家认为,不同物种的基因组有些相关序列相差很大,这是进化导致的突变所致;而有些相关序列所含基因相似,这些序列称为保守序列(conserved sequences),这些序列中基因的突变会使物种无法存活。生物学家因此将保守序列视为生物学重要性的标记。   
    要检测保守性,研究人员需要在两个物种中找到匹配的序列。这对编码序列来说相对简单,而对非编码序列来说则要困难许多。即使在一个基因之内,编码目标蛋白的序列也通常会点缀着“内含子”(introns),这些内含子在蛋白质形成之前会被切除下来。  
    之前,科学家猜测内含子中的突变不会影响最后的蛋白质,所以它们就简单地积累起来。而在最新的研究中,美国冷泉港实验室和芝加哥大学的研究人员发现,即使在这些区域,进化也会拒绝一些类型的突变。研究负责人、冷泉港实验室教授Michael Zhang认为,虽然选择是微弱的,但就对存活的影响来说,“内含子不是中立的”。  
    接下来的研究发现,必须有某种信号序列(signal sequences)出现在内含子中,它才能被很好地剪切,否则会带来潜在的致命效果。其它一些序列同样得以保存在保留区域内。   
    研究人员还发现了内含子和编码区对不同碱基的偏爱。这些区域一共构成三分之一多的基因组,经历着进化的选择压力。这一发现支持了其他一些研究的结果,即虽然大多数DNA不编码蛋白质,它们中的大部分却具有重要的生物学意义。  
    除了证明了剪接怎样影响遗传进化之外,此次研究还确定了一些可能的信号序列,其中一些为过去已知,另一些则是全新发现。论文合作者、冷泉港实验室教授Adrian Krainer说:“令人激动的是,将来要用实验方法检测这些预测元素是否是真的。”