
科學家發現了哺乳動物DNA的神秘片段,這些片段在進化中倖存下來,但沒有明顯的目的。這一發現揭示了我們對隱藏基因組和其他動物的秘密不了解的知識。
大多數基因在整個演化過程中都會通過突變發生變化。無用的人最終從人口中淘汰了,而有用的修改會進行。但是,大約500個我們的DNA區域 - 人體的指示代碼由分子對組成 - 在整個哺乳動物進化的史或過去8000萬到1億年的歷史中,顯然保持完整,基本上沒有突變。
斯坦福大學發展生物學和計算機科學教授Gill Bejerano說:“突變被引入這些區域,就像它們在其他地方一樣,但是它們更快地從基因組中掃出了。” “這些區域似乎處於強烈的淨化選擇之下 - 幾乎沒有任何突變永久性地進行。”
而且,這些序列中的許多序列似乎並沒有為體內任何明顯的功能或表型編碼。研究人員懷疑他們確實有一個重要的目的,但尚未確切弄清楚該目的是什麼。 (這些序列與大多數非編碼或“垃圾” DNA不同,因為這些部分沒有得到很好的保存。)
超保守區域
研究人員將這些神秘片段稱為“超級保守的區域”,發現它們比在哺乳動物進化過程中丟失的基因組其他地區的300倍。 Bejerano和他的研究生Cory McLean詳細介紹了期刊的發現基因組研究。
這些細分市場尚未被淘汰的事實自然選擇暗示它們在哺乳動物中起重要功能。然而,實驗室中缺乏這些DNA鏈的小鼠看起來很健康,似乎並沒有缺少任何重要的基因。
研究人員想知道奇怪的結果是否只是實驗室實驗的某種缺點,也許小鼠還不如看上去好,研究人員調查了是否有其他哺乳動物也沒有這些區域而活著。
令人驚訝的是,他們發現事實並非如此。研究人員比較了人類,獼猴和狗與大鼠和小鼠的DNA共享的至少100個鹼基對的超級保守序列。他們發現,在囓齒動物中缺失了靈長類動物和狗之間共享的階段的十分之一。相比之下,小鼠和大鼠在第一組中約有25%的常規(不是超級保守)區域。
貝耶拉諾告訴生活學。 “您在問一個物種是否可以在沒有這些地區的情況下生活,而我們論文的響亮答案是,它們似乎具有足夠強大的作用,以至於進化可以從不斷發展的人群中淘汰(沒有地區)。”
潛在目的
科學家對這些奇怪的細分市場的用途有一些猜測。 Bejerano建議,也許這些DNA鏈實際上為多層信息編碼。在這種情況下,每一層可能是多餘的,而其他段在其他情況下具有相同的目的,但是它們共同提供了重要的備份系統。
或者,它們可能至關重要,但僅在物種歷史上的特定時間。
貝杰拉諾說:“想像一下,這些地區以某種方式保護了您免受偶爾襲擊人口的疾病。” “每10,000年,您就有此清潔活動,只有那些擁有該地區的人才能真正堅持下去。這是一個猜測。”
神秘的DNA
對於過去幾十年中基因組科學的所有主要進步,仍然有許多基本問題要回答。
一方面,儘管研究人員在理解許多基因所做的事情方面取得了長足的進步,但DNA的更多領域仍然令人困惑。
“如果您隨機選擇基因組中的一個特定區域,然後問我,'這個地區做什麼?'我會告訴你,很有可能,'我不知道',”貝杰拉諾在電話採訪中說。 “這使許多仍然存在的奧秘。”
除了具有困惑科學家的DNA的特定序列外,關於DNA的工作,答案已經遠到遙遠的研究人員還有許多基本問題。
Bejerano說:“我們有很好的猜測,但是基因組的作用是整個尚未揭示的。” “在我們的每個細胞中都是完全相同的,但是每個細胞的行為都大不相同。在基因組學和發育生物學之間的關係中,我們還需要了解更多。”
這項研究得到了斯坦福Bio-X研究生獎學金和小愛德華·馬林克羅特(Edward Mallinckrodt)的支持。貝杰拉諾(Bejerano)是斯隆研究員,也是塞爾學者