蛋白质组学

不死的假基因

不死的假基因
 
    表观遗传标记的迷人不仅在于它们的影响,还在于它们是如何在第一个地方被创立的。譬如,要将一个甲基族的顶端放在DNA上,一簇蛋白质就必须被导引到正确的位置。事实上,它们必须由一个能找到它们的RNA分子将他们导引到那里。
 
    这些RNA“导游”,就像核糖体中的RNA分子一样,并不适用于传统的基因概念。这些RNA分子并不引发蛋白质的产生,而是立即开始在细胞内着手自己的工作。在过去的十年里,科学家们发现了一些从不会成为蛋白质的新型RNA分子。科学家们将之称为非编码RNA。2006年,马萨诸塞大学的克雷格・梅洛和斯坦福大学的安德鲁・法尔因发现小RNA分子能通过干扰基因转录造成基因静默而获得了诺贝尔奖。
 
    这些发现让科学家们感到疑惑,我们的细胞到底能制作多少非编码RNA,Encode的早期研究结果给出的答案是:很多。虽然人类基因组中只有1.2%%能编码蛋白质,但Encode科学家估计,在人类基因组中能产生RNA转录的可占到惊人的93%%。
 
    Encode成员、澳大利亚昆士兰大学的约翰・马蒂克相信,很多的这些转录正做着科学家们尚未了解的重要工作。他说:“我敢打赌这个比例是绝大多数,但无法确定是80%%还是90%%。当你越过卢比孔河(意即跨越界限)并回过头来看时,你就会发现蛋白质中心论是相当原始的。”
 
    这些RNA编码基因的某些可能会引发罹患某些疾病的风险。作为Encode项目的一部分,科学家们正在确定和癌症等常见疾病相关的DNA中的变异位点。这些变异的三分之一远离任何蛋白质编码基因。对非编码RNA工作机理的了解,将有助于科学家们找到如何使用药物来对抗疾病遗传风险的方法。欧洲生物信息研究所Encode项目的负责人之一伊万・波尔内说:“在接下来的十年里,这将成为一个巨大的研究专题。”
 
    无论非编码RNA有多重要,波尔内还是怀疑,Encode项目发现的绝大多数转录其实并不能做很多的事情。他认为,这不过是摊在桌上的一种假说而已。
 
    Encode的另一名成员、加州大学的大卫・豪斯勒对波尔内的观点表示赞同。他说:“细胞将制作出RNA,并简单地将其一扔了之。”
 
    豪斯勒以进化论作为其观点的基础。如果一个DNA片段对一些重要分子进行了编码,突变往往就会产生灾难性的损害。自然选择将淘汰大多数的突变。但是,如果一个DNA片段不做那么多,它就能在不引起任何损害的情况下发生突变。在数百万年的时间里,与那些不太重要的DNA片段相比,一个重要的DNA片段几乎不会收集突变信息。
 
    人类基因组中,只有大约4%%的非编码DNA显示出了经历过强烈自然选择的迹象。其中某些可能含有能控制邻近基因的DNA片段。豪斯勒怀疑,剩下的绝大多数都没有什么功用。他说:“大多数的非编码DNA就是一些多余的东西。”
 
    但是,这些没有用处的多余物和有用DNA之间的界限很难划分。突变使得细胞从基因形成蛋白质成为可能。科学家们把这样的一个无用DNA片段称作假基因。格斯坦和他的同事估计,人类基因组中存在1万个到2万个假基因。它们中的大多数实际上是死的,但也有少数仍能制造出具有重要功能的RNA分子。格斯坦将这些具有功能的假基因戏称为“不死族”。


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