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“無中生有”的新基因起源機制發(fā)現(xiàn)

文章來源:全球醫(yī)療器械網(wǎng)發(fā)布日期:2023-12-13瀏覽次數(shù):25
核心提示:芬蘭赫爾辛基大學研究人員解決了圍繞小分子RNA基因(microRNA)起源的懸而未決的問題,并描述了一種創(chuàng)造它們的DNA回文序列的機制。

生物體的復雜性是由它們的基因編碼的,但這些基因從何而來?據(jù)新一期《美國國家科學院院刊》報道,芬蘭赫爾辛基大學研究人員解決了圍繞小分子RNA基因(microRNA)起源的懸而未決的問題,并描述了一種創(chuàng)造它們的DNA回文序列的機制。在適當?shù)沫h(huán)境下,這些回文序列會進化成microRNA基因。


所有的RNA分子都需要回文的堿基序列,以將分子鎖定在其功能構(gòu)象中。重要的是,即使對于簡單的microRNA基因,隨機堿基突變逐漸形成這種回文序列的可能性也非常小。因此,這些回文序列的起源一直困擾著研究人員。


芬蘭赫爾辛基大學生物技術(shù)研究所的專家們描述了一種機制,可瞬間產(chǎn)生完整的DNA回文序列,并從以前沒有編碼的DNA序列中創(chuàng)造出新的microRNA基因。


研究人員研究了DNA復制中的錯誤,并將其比作“文本打字”。DNA一次復制一個堿基,通常情況下,單個堿基復制錯誤就會造成突變。他們研究了一種造成更大錯誤的機制,比如從另一個文本中復制粘貼文本。


研究人員認識到,DNA復制錯誤有時可能是有益的。在RNA分子中,相鄰回文序列的堿基可配對并形成類似發(fā)夾的結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)對RNA分子的功能至關(guān)重要。


研究人員決定將重點放在microRNA基因上,因為它們的結(jié)構(gòu)簡單,這些基因非常短,只有幾十個堿基。它們必須折疊成發(fā)夾結(jié)構(gòu)才能正常工作。通過對數(shù)十種靈長類動物和哺乳動物的全基因組的詳細建模,研究人員發(fā)現(xiàn),整個microRNA回文序列是由單一突變事件造成的。


通過關(guān)注人類和其它靈長類動物,研究人員證明,新發(fā)現(xiàn)的機制可解釋至少四分之一的新microRNA基因起源之謎。由于在其他進化譜系中也發(fā)現(xiàn)了類似的病例,其起源機制似乎具有普遍性。研究人員表示,這項研究有助于理解生物生命的基本原理。