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      酵母遺傳密碼的進(jìn)化變化
      
			
      
				2019-03-22 15:38:31
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      酵母是生物技術(shù)中使用的一些最重要的微生物。釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)是用于制作面包和啤酒的酵母類型，它只是世界上1500多種酵母物種的代表。目前，這些酵母中只有一小部分被用于生物技術(shù)應(yīng)用。然而，研究各種“非常規(guī)”酵母物種的研究人員旨在利用酵母生理學(xué)和遺傳特征來推動生物技術(shù)。將來，酵母可能在開發(fā)棕櫚油替代品，乙醇產(chǎn)品和原料方面發(fā)揮重要作用。如下所述，酵母在其遺傳密碼方面也是獨特的。
      

      酵母遺傳密碼的進(jìn)化變化
      

      我們通常認(rèn)為通用遺傳密碼是穩(wěn)定的，其中mRNA被翻譯成蛋白質(zhì)，因為密碼子被指定為終止密碼子或20個無疑的氨基酸之一。有時候，科學(xué)家們會看到線粒體中這種標(biāo)準(zhǔn)代碼的偏離，由于它們自身的核糖體和tRNA，它們?nèi)菀装l(fā)生遺傳漂變。然而，在核基因組中，遺傳密碼改變，其中有義密碼子的氨基酸分配被換成不同的氨基酸是非常罕見的。直到2016年，真核生物中唯一這樣的例子是將亮氨酸(其通常含義)中的CUG重新分配到芽殖酵母中的絲氨酸。
      

      然后在2016年，JGI研究人員在Pachysolen tannophilus中發(fā)現(xiàn)了類似的轉(zhuǎn)換。著名酵母屬Candida，P。tannophilus的近親是最近測序的酵母，可以發(fā)酵木糖，木糖。正如“美國國家科學(xué)院院刊”報道的那樣，研究小組發(fā)現(xiàn)了另一個密碼子CUG的重新分配。這次CUG在P. tannophilus中從絲氨酸變?yōu)楸彼?。這一變化只是第二次報告的不間斷密碼子重新分配的案例。科學(xué)家不確定改變的原因或方式，但了解酵母的遺傳密碼是否相同對于基因表達(dá)實驗非常重要。
      

      在此信息的基礎(chǔ)上，另一組科學(xué)家進(jìn)行了隨訪，用標(biāo)準(zhǔn)和非標(biāo)準(zhǔn)遺傳密碼研究酵母中的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系。今年早些時候在Nature Communications上發(fā)表的這項研究分別研究了52種酵母物種的基因組，其中包括7種新測序，使用全基因組數(shù)據(jù)和質(zhì)譜分析來確定系統(tǒng)發(fā)育和遺傳密碼。在該數(shù)據(jù)集中，研究人員觀察了所有三個CUG密碼子重新分配：CUG-Ser，CUG-Ala和CUG-Leu。
      

      那么為什么CUG密碼子在酵母中不穩(wěn)定?該研究的作者提出，由毒素引起的自然選擇特異性地對抗祖先tRNALeu(CAG)。他們假設(shè)這種毒素可能來自病毒樣元素(VLE)。VLEs，即毒素和抗毒素的所謂“殺手質(zhì)粒”代碼，存在于芽殖酵母中。作者認(rèn)為，具有tRNALeu(CAG)特異性毒素的VLE感染了五種酵母菌的共同祖先。作為回應(yīng)，酵母譜系改變了它們的遺傳密碼或改變了它們維持的tRNALeu基因組。如果這個假設(shè)是正確的，這些遺傳密碼變化代表著深刻的防御機(jī)制。
      
			

			
        
      
			
      
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