
科學家曾經考慮過大部分人類基因組“垃圾”,因為其遺傳密集的大量含量不會引起任何蛋白質,而是要保持細胞運行的複雜分子。但是,從那以後發現這個所謂的垃圾脫氧核糖核酸研究人員在一項新的研究中發揮了重要作用,在一項新研究中,人類實際上可能具有垃圾DNA,以感謝我們非常大的大腦。
該研究於週一(1月2日)發表在《雜誌》上自然生態與進化,表明啟用的基因人的大腦為了種植大裂片和復雜的信息網絡,可能最初是從垃圾DNA中出現的。換句話說,在某個時候,“垃圾”拾取了蛋白質編碼的能力,而這些新蛋白質可能對人腦至關重要進化。
研究結果表明,這種基因“可能在大腦發育中起作用,並且可能是人類發展過程中認知的驅動力,”埃里希·伯恩伯格·鮑爾(Erich Bornberg-Bauer)未參與研究的穆斯特大學的進化生物物理學家,他告訴科學雜誌。
通常,新的蛋白質編碼基因是誕生的細胞複製並製作其DNA的副本。隨著細胞構建新的DNA分子,突變可能會出現在遺傳密碼中,然後改變的基因可能會產生與其前身略有不同的蛋白質。由垃圾DNA(被稱為從頭基因)出生的基因經歷了更加戲劇性的轉化,因為它們突然獲得了製造蛋白質的能力。
有關的:人類基因組中有超過150'從而從造成的基因。 2是我們獨特的。
為了製作蛋白質,細胞“讀取”蛋白質編碼基因並在稱為分子中縮短其遺傳藍圖RNA然後,將其拉到細胞中的蛋白質施工位點,稱為核醣體。從那裡,核醣體使用RNA藍圖來構建所需的蛋白質。有趣的是,垃圾DNA也可以用來製作各種RNA的口味,但是這些RNA分子中很少可以退出細胞核,該細胞核是細胞容納其DNA的保護性氣泡。據《科學雜誌》報導,他們的新研究表明,要轉化為蛋白質編碼的DNA,垃圾DNA必須首先使RNA能夠逃脫細胞核並達到核醣體。
通過比較人類的基因組,黑猩猩((鍋troglodytes)和恒河獼猴(Macaa mocade),作者是我們一個更遙遠的靈長類動物親戚,指出了74個轉化為蛋白質編碼DNA的垃圾DNA的例子,ARS Technica報導。他們證實,這種轉化的關鍵步驟是垃圾DNA拾取突變,使其RNA退出核。
人類和黑猩猩共享了其中29個從頭基因,這意味著在人類和黑猩猩與與恒河猴共享的進化祖先分裂之後,這些基因出現了。人類和黑猩猩彼此分裂後,其餘的45個從頭基因出現了大約600萬年前,這意味著這些基因是人類獨有的。
此外,該小組發現,這些獨特的基因中有9個似乎在人腦中活躍,因此他們在幾個實驗中研究了基因的功能。一些測試涉及在實驗室菜餚中生長的微小的3D模型。其中兩個基因導致這些微纖維的生長比沒有這些基因的大。據《科學》雜誌報導,在轉基因小鼠中,這兩個基因分別驅動了高於平均水平的腦生長,並導致囓齒動物的大腦中形成人類的脊和凹槽。
關鍵要注意Minibrains專家告訴《科學》雜誌,請不要捕捉到全尺寸人類大腦的所有復雜性,並且囓齒動物的研究包括相對較少的小鼠。但是最終,這項工作確實表明垃圾DNA可能為使我們人性化的原因提供了一些關鍵要素。