Science重大發現,或改寫“遺傳中心法則”
日期:2011-05-27 08:20:39
如果這一研究發現是真實的話,那將成為本年度最重要的發現,從而導致分子生物學中的“遺傳中心法則”被改寫。“中心法則”認為細胞中的遺傳信息是以DNA為模板通過轉錄傳遞給RNA,再由RNA指導蛋白質合成。在這一過程中遺傳信息傳遞完全忠實于最初的DNA模板。在新論文中研究人員提出RNA在進入蛋白質加工廠前有可能通過一種“RNA編輯”( RNA editing )的方式置換了部分的堿基,從而導致了生成蛋白質的改變。
在這篇文章中,賓夕法尼亞大學的Vivian Cheung帶領研究小組對參與了千人基因組計劃(the 1000 Genomes Project)和國際單體型計劃(the International HapMap Project)的27個人的全基因組和轉錄組測序結果進行了分析。經過比較,研究人員發現大量的RNA與其模板DNA序列不一致,他們在外顯子中發現了超過1萬個不同的位點。由于在不同的人中存在有相同的錯配,從而表明這些并非是轉錄過程中的隨機錯誤。進而他們證實這些“錯配”的RNA也參與指導合成了蛋白質。
“當我們證實這些差異通過翻譯傳遞至蛋白質序列中時,我們就非常肯定它們是在生物過程中衍生出來的,”Cheung說。
RNA編輯并非是一個新提出來的概念。過去有人發現一種叫做ADAR的酶可誘導人類細胞在RNA翻譯合成蛋白質的過程中將腺嘌呤堿基當做鳥嘌呤。此外,RNA編輯也被發現存在于植物和人類寄生蟲中。
然而在這篇文章中作者們提出的RNA編輯卻不同尋常。研究人員人員發現平均每個人大約存在1065個這樣的RNA與DNA序列差異(RNA–DNA differences)。其中一些錯配的堿基改變并非通過已知的RNA編輯機制產生,這表明還存在其他未知的作用機制。
“這從一個完全不同的層面揭示了在RNA水平上進行的基因調控,”美國費城威斯達研究所的分子生物學家Kazuko Nishikura說:“現在最大的挑戰是要弄清楚這些RNA序列改變的分子機制。”
不過目前也有一些科學家對此持懷疑態度。加州大學的比較基因組學家Lior Pachter認為這一研究結果有可能是Cheung的研究小組在使用高通量測序儀進行測序時產生的系統誤差,因為其中一些錯配發生在極易出現系統RNA測序錯誤的位點。
如果這一研究發現被證實是真實的結果,這無疑對于與生物學而言具有極其重要的意義,或將影響科研人員研究基因組學的途徑。哈德遜-阿爾法生物科技研究所(Hudson-Alpha
Institute for Biotechnology)的研究事物主管Chris Gunter認為:“這將有可能為遺傳學家們帶來更多更有趣的疑問。”
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