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      植物基因可能缺乏開關(guān) 但具有音量控制
      
			
      
				2018-12-29 09:47:48
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      加利福尼亞大學戴維斯分校的科學家發(fā)現(xiàn)，被認為對基因活動至關(guān)重要的DNA序列是可以消耗的。曾經(jīng)稱為垃圾的序列有時會調(diào)用鏡頭。加州大學戴維斯分校的艾倫·羅斯教授已經(jīng)工作了二十多年，解開了一種稱為“ 內(nèi)含子介導增強” 的機制。我是羅斯實驗室的研究生，我們在一種名為擬南芥(Arabidopsis thaliana)或擬南芥(thale cress)的普通植物中取得了獨特的發(fā)現(xiàn)。
      

      植物基因可能缺乏開關(guān) 但具有音量控制
      

      擬南芥是植物世界的實驗室老鼠。羅斯實驗室使用這種小雜草回答有關(guān)所有植物生物學的問題。在最近發(fā)表在植物細胞雜志上的一項研究中，我們發(fā)現(xiàn)被稱為內(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，如果音樂下載被白噪聲塊中斷，則每次播放歌曲時都必須手動編輯。沒有意義，對嗎?為什么要以這種方式錄制歌曲?
      

      這正是科學家在發(fā)現(xiàn)內(nèi)含子時所想的。您可以將細胞中的DNA視為一個龐大的音樂庫?；蚓拖袷且圆煌袅坎シ诺母枨０自肼晧K是內(nèi)含子。
      

      功能在“垃圾”DNA中
      

      內(nèi)含子最初被稱為“垃圾DNA”，因為它們在處理遺傳信息時被移除。像白噪聲一樣，它們不是最后一首歌的一部分，因此它們對基因編碼的特性沒有影響。然而，內(nèi)含子占我們基因中90%以上的序列。那么為什么細胞在內(nèi)含子上浪費能量只是為了在基因開啟時去除它們?
      

      事實證明，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家已經(jīng)知道了很長時間，但我們?nèi)匀徊恢罏槭裁础?/p>

      用藍色植物研究基因活性
      

      在Rose實驗室中，我們在一個名為GUS的基因中進行內(nèi)含子實驗。GUS基因產(chǎn)生藍色色素，因此很容易判斷它何時開啟。我們將GUS基因與植物基因融合，然后刪除了稱為啟動子的基因融合的重要部分。如果內(nèi)含子就像基因的音量控制那樣，那么啟動子就是開/關(guān)開關(guān)。
      

      推動者被認為是基因的主要調(diào)節(jié)因子。但是當我們刪除GUS基因融合的啟動子時，發(fā)生了令人震驚的事情。只要該基因含有內(nèi)含子，植物仍然會變藍。這就像關(guān)閉收音機一樣，只要你調(diào)高音量，就會發(fā)現(xiàn)一些歌曲仍在播放。
      

      垃圾的工作
      

      那么這個發(fā)現(xiàn)意味著什么呢?我們很長一段時間以為所有基因都有一個開/關(guān)開關(guān) - 啟動子。但是一些一直存在的基因可能根本沒有關(guān)閉開關(guān)。對于這些基因，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е禄蜷_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。我們的研究集中于一個基因。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，我們猜測多達15%的基因可能在植物中受到影響。在其他生物中，誰知道?
      

      Rose實驗的下一步是弄清楚這個過程是如何運作的。如果我們能解開“內(nèi)含子介導的增強”機制的秘密，我們就可以編排出具有有用特性的基因交響曲。內(nèi)含子已經(jīng)被用于提高基因的活性，增加水稻中維生素含量和產(chǎn)量更高的大豆。未來內(nèi)含子可能會使藻類中的生物燃料，酵母產(chǎn)生的胰島素增加，甚至刺激煙草中拯救生命的疫苗的生產(chǎn)。
      
			

			
        
      
			
      
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