作者:张佳欣 来源:科技日报 发布时间:2023/12/12 13:12:38
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研究发现“无中生有”的新基因起源机制

 

科技日报北京12月11日电 (记者张佳欣)生物体的复杂性是由它们的基因编码的,但这些基因从何而来?据最新一期《美国国家科学院院刊》报道,芬兰赫尔辛基大学研究人员解决了围绕小分子RNA基因(microRNA)起源的悬而未决的问题,并描述了一种创造它们的DNA回文序列的机制。在适当的环境下,这些回文序列会进化成microRNA基因。

所有的RNA分子都需要回文的碱基序列,以将分子锁定在其功能构象中。重要的是,即使对于简单的microRNA基因,随机碱基突变逐渐形成这种回文序列的可能性也非常小。因此,这些回文序列的起源一直困扰着研究人员。

芬兰赫尔辛基大学生物技术研究所的专家们描述了一种机制,可瞬间产生完整的DNA回文序列,并从以前没有编码的DNA序列中创造出新的microRNA基因。

研究人员研究了DNA复制中的错误,并将其比作“文本打字”。DNA一次复制一个碱基,通常情况下,单个碱基复制错误就会造成突变。他们研究了一种造成更大错误的机制,比如从另一个文本中复制粘贴文本。

研究人员认识到,DNA复制错误有时可能是有益的。在RNA分子中,相邻回文序列的碱基可配对并形成类似发夹的结构,这种结构对RNA分子的功能至关重要。

研究人员决定将重点放在microRNA基因上,因为它们的结构简单,这些基因非常短,只有几十个碱基。它们必须折叠成发夹结构才能正常工作。通过对数十种灵长类动物和哺乳动物的全基因组的详细建模,研究人员发现,整个microRNA回文序列是由单一突变事件造成的。

通过关注人类和其它灵长类动物,研究人员证明,新发现的机制可解释至少四分之一的新microRNA基因起源之谜。由于在其他进化谱系中也发现了类似的病例,其起源机制似乎具有普遍性。研究人员表示,这项研究有助于理解生物生命的基本原理。

(原题:“无中生有”的新基因起源机制发现)

 
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