Science顛覆40年認知,揭示遺傳密碼的雙重含義
日期:2013-12-17 09:07:33
科學家們發現了一個隱藏于DNA中的第二重密碼。這一第二重密碼所包含的信息,將改變科學家們讀取DNA中的指令及注釋突變來了解健康和疾病的方式。
領導這一研究小組的是華盛頓大學基因組科學和醫學副教授John Stamatoyannopoulos博士,研究結果發表在12月13日的《科學》(Science)雜志上。
這一研究是DNA元件百科全書計劃(ENCODE)的一個組成部分。美國國家人類基因組研究所為這一多年國際研究工作提供資金。ENCODE旨在發現生物功能指令所在的位置及存儲在人類基因組中的方式。
自20世紀60年代破譯遺傳密碼以來,科學家們一直認為它專門用來記錄關于蛋白質的信息。華盛頓大學的科學家們驚訝地發現,基因組利用了遺傳密碼來寫下兩種獨立的語言。一種描述了如何生成蛋白質,另一種指導細胞如何控制基因。一種語言被書寫在另一種語言之上,這就是第二種語言這么長時間以來被隱藏的原因。
Stamatoyannopoulos說:“40多年來我們一直認為影響遺傳密碼的DNA改變只是影響了蛋白質生成。現在我們知道了,這一關于人類基因組讀取的基本假說漏掉了一半的圖像。新的研究結果強調了,DNA是一種令人難以置信的強大信息儲存器,自然以一些意想不到的方式充分地利用了它。”
遺傳密碼利用了稱之為密碼子的64個堿基字母表。華盛頓大學研究小組發現,一些他們稱之為duons的密碼子,具有兩重含義,一種與蛋白質序列相關,另一種與基因控制相關。這兩重含義似乎已演變為彼此相互呼應。這些基因控制指令似乎幫助穩定了蛋白質的某些有利特征以及它們的生成方式。
發現duons將大大地影響科學家們和醫生們注釋患者基因組的方式,為疾病的診斷和治療開啟了新的大門。
“事實就是,這一遺傳密碼可以同時記錄兩種信息,這一意味著許多似乎改變蛋白質序列的DNA改變,有可能實際上通過破壞基因的控制程序,或是同時破壞兩種機制來引發了疾病,”Stamatoyannopoulos說。
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