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      植物基因可能缺乏開(kāi)關(guān)但具有音量控制
      
			
      
				2019-06-26 10:06:04
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			  來(lái)源：
			
      
		
      
				
		
      
			
      加利福尼亞大學(xué)戴維斯分校的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，被認(rèn)為對(duì)基因活動(dòng)至關(guān)重要的DNA序列是可以消耗的。曾經(jīng)被稱(chēng)為垃圾的序列有時(shí)會(huì)調(diào)用它們。加州大學(xué)戴維斯分校的艾倫·羅斯教授已經(jīng)工作了二十多年，解開(kāi)了一種稱(chēng)為“內(nèi)含子介導(dǎo)增強(qiáng)”的機(jī)制。我是羅斯實(shí)驗(yàn)室的研究生，我們?cè)谝环N名為擬南芥(Arabidopsis thaliana)或擬南芥(thale cress)的普通植物中取得了獨(dú)特的發(fā)現(xiàn)。
      

      植物基因可能缺乏開(kāi)關(guān)但具有音量控制
      

      擬南芥是植物世界的實(shí)驗(yàn)室老鼠。羅斯實(shí)驗(yàn)室使用這種小雜草來(lái)回答有關(guān)所有植物生物學(xué)的問(wèn)題。在最近發(fā)表在植物細(xì)胞雜志上的一項(xiàng)研究中，我們發(fā)現(xiàn)被稱(chēng)為內(nèi)含子的遺傳物質(zhì)可以在植物中發(fā)揮非常重要的作用。
      

      這就是為什么這些結(jié)果令人驚訝的原因。想象一下，如果音樂(lè)下載被白噪聲塊中斷，則每次播放歌曲時(shí)都必須手動(dòng)編輯。沒(méi)有意義，對(duì)吧?為什么要以這種方式錄制歌曲?
      

      這正是科學(xué)家在發(fā)現(xiàn)內(nèi)含子時(shí)所想的。您可以將細(xì)胞中的DNA視為一個(gè)龐大的音樂(lè)庫(kù)。基因就像是以不同音量播放的歌曲。白噪聲塊是內(nèi)含子。
      

      功能在“垃圾”DNA中
      

      內(nèi)含子最初被稱(chēng)為“垃圾DNA”，因?yàn)樗鼈冊(cè)谔幚磉z傳信息時(shí)被刪除。像白噪聲一樣，它們不是最后一首歌的一部分，所以它們對(duì)基因編碼的特性沒(méi)有影響。然而，內(nèi)含子占我們基因中90%以上的序列。那么為什么細(xì)胞在內(nèi)含子上浪費(fèi)能量只是為了在基因開(kāi)啟時(shí)去除它們?
      

      事實(shí)證明，內(nèi)含子可以作為我們一些最重要基因的音量控制。移除它們，突然基因變得沉默?？茖W(xué)家們已經(jīng)了解了很長(zhǎng)時(shí)間，但我們?nèi)匀徊恢罏槭裁础?/p>

      用藍(lán)色植物研究基因活性
      

      在Rose實(shí)驗(yàn)室中，我們?cè)谝粋€(gè)名為GUS的基因中進(jìn)行內(nèi)含子實(shí)驗(yàn)。GUS基因產(chǎn)生藍(lán)色色素，因此很容易判斷它何時(shí)開(kāi)啟。我們將GUS基因與植物基因融合，然后刪除了稱(chēng)為啟動(dòng)子的基因融合的重要部分。如果內(nèi)含子像基因的音量控制，那么啟動(dòng)子是開(kāi)/關(guān)開(kāi)關(guān)。
      

      發(fā)起人被認(rèn)為是基因的主要調(diào)節(jié)因子。但是當(dāng)我們刪除GUS基因融合的啟動(dòng)子時(shí)，發(fā)生了令人震驚的事情。只要該基因含有內(nèi)含子，植物仍然會(huì)變藍(lán)。這就像關(guān)閉你的收音機(jī)，只要你調(diào)高音量，就會(huì)發(fā)現(xiàn)一些歌曲仍在播放。
      

      垃圾的工作
      

      那么這個(gè)發(fā)現(xiàn)意味著什么呢?我們很長(zhǎng)一段時(shí)間以為所有基因都有一個(gè)開(kāi)/關(guān)開(kāi)關(guān) - 啟動(dòng)子。但是一些一直存在的基因可能根本沒(méi)有關(guān)閉開(kāi)關(guān)。對(duì)于這些基因，內(nèi)含子提供的音量控制可能尤其重要。
      

      我們?nèi)匀徊涣私鈱?dǎo)致基因開(kāi)啟，關(guān)閉，關(guān)閉或關(guān)閉的原因。這些研究結(jié)果表明，我們之前的想法還有更多的謎團(tuán)。我們的研究集中在一個(gè)基因上。我們不知道有多少基因可能表現(xiàn)相似。觀察其內(nèi)含子中的序列，我們猜測(cè)多達(dá)15%的基因可能在植物中受到影響。在其他生物中，誰(shuí)知道?
      

      Rose實(shí)驗(yàn)的下一步是弄清楚這個(gè)過(guò)程是如何運(yùn)作的。如果我們能解開(kāi)“內(nèi)含子介導(dǎo)的增強(qiáng)”機(jī)制的秘密，我們就可以編排出具有有用特性的基因交響曲。內(nèi)含子已被用于提高基因活性，增加水稻中維生素含量和產(chǎn)量較高的大豆。在未來(lái)，內(nèi)含子可以使藻類(lèi)中的生物燃料，酵母制成的胰島素，或甚至刺激煙草中的拯救生命的疫苗的生產(chǎn)。
      
			

			
        
      
			
      
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