“無中生有”的新基因起源機制發(fā)現(xiàn)

　　生物體的復(fù)雜性是由它們的基因編碼的，但這些基因從何而來?據(jù)最新一期《美國國家科學(xué)院院刊》報道，芬蘭赫爾辛基大學(xué)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(dāng)?shù)沫h(huán)境下，這些回文序列會進(jìn)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(xué)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(fù)制中的錯誤，并將其比作“文本打字”。DNA一次復(fù)制一個堿基，通常情況下，單個堿基復(fù)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(fù)制粘貼文本。

　　研究人員認(rèn)識到，DNA復(fù)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(xì)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(jìn)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。

（責(zé)任編輯：華康）