Nature:“垃圾 DNA” 不 “垃圾”

来源: 科学网 / 作者: 2019-01-18
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就像从电影中删掉的片段一样,生物基因中的一些序列最终也会被剪掉,细胞不会利用它们制造蛋白质。现在,两项研究发现,这些被称为内含子的片段有助于酵母在艰难时期存活。这项研究揭示了 DNA 的另一种可能的功能,科学家曾认为这种功能是无用的。

未参与该研究的美国加州旧金山州立大学进化分子生物学家 Scott Roy 说:“这些结果非常令人信服,也非常令人兴奋。” 这项研究开启了了解 “内含子作用的全新范式”。

加州大学洛杉矶分校酵母微生物学家 Guillaume Chanfreau 说,这也回答了一个长期存在的问题:为什么酵母保留了以前被认为是 “垃圾 DNA” 的东西。

内含子普遍存在于植物和真菌中,也存在于人类和其他动物体内——在大约 2 万个基因中,每个基因平均携带 8 个内含子。在最初将它们视为垃圾之后,研究人员最近开始确定内含子的某些功能。例如,一些基因中的内含子可能有助于控制细胞制造多少相应的蛋白质。

为了确定剥夺内含子的影响,加拿大谢布鲁克大学 RNA 生物学家 Sherif Abou Elela 和同事系统地从酵母菌中删除内含子,并产生了数百个菌株。然后,研究人员将这些改良菌株与普通真菌一起培养。

当食物缺乏时,大多数缺乏内含子的菌株很快就死掉了,研究小组近日在《自然》上报道称,它们无法与普通酵母竞争。然而,在营养更丰富的培养基中,经过改造的酵母具有优势。Abou Elela 说:“如果你处于好时期,内含子是一种负担。但在逆境中,它是有益的。”

麻省理工学院分子生物学家 David Bartel 和同事也独立研究出了类似的结果。他们测量了酵母细胞中不同 RNA 分子的数量,同时注意到,在 “拥挤” 的培养基中生长的酵母积累了大量内含子。相关论文刊登于《自然》。

相关论文信息:DOI:10.1126/science.aaw6977

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