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探索被进化遗弃的有害DNA

 

基因组中是否存在着这样一些禁用序列(forbidden sequence——与生命活动格格不入的有害序列?至少有一个研究小组是这么认为的。不像绝大多数的基因组测序计划那样去探索进化中保守的基因序列,他们的研究目标却是在搜索原始子*):威胁生命活动的DNA序列或氨基酸链。

像是在大海里找不知长相的细针一样,伯依斯州立大学(美国爱达荷州)的遗传学教授Greg Hampikian(项目负责人)介绍,但肯定会有一些DNA或蛋白质序列与生命活动不相称,如它们可能会与一些关键的细胞成分结合,从而被信号通路或是代谢通路之类的摒弃了。它们可能对一些物种有害,而对其他物种无害。我们需要做的就是将这些序列挖掘出来。

 

 “There must be some DNA or protein sequences that are not compatible with life and have therefore been selected out”

 

为了实现这个目标,Hampikian和他的同事Tim Anderson开发了一套软件,用于计算和搜索所有可能的核苷酸序列。定好序列的长度后,就用这个软件扫描一些序列的数据库,如美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)Genbank,希望从中发现一些世上不存在的最小序列。他们将只存在于部分物种中的序列称作无效子**),在任何生物中都不存在的序列称为原始子

Hampikian研究队伍有意寻找这种最短的但极为罕见的序列,这样可以尽可能地排除一些偶然因素造成的序列缺失,因为长序列容易被打断、拆散。至今为止,他们已经发现了86条长度为11个核苷酸的序列,这些序列在人类中从未有过报道。

同时,他们还识别出了6万多条15个核苷酸长度的原始子,7465个氨基酸长度的原始肽***),它们在任何生物中都没有报道过。我们建立的这个数据库涵盖了所有可能的致命性序列” Hampikian自信地说。他希望随着数据库信息的不断补充,可以排除一些假阳性序列。本周,他将在夏威夷茂伊岛召开的太平洋生物计算讨论会(****)上展示他的研究成果。

这些序列究竟有没有重要的生物学意义还不清楚,但研究者已经想好了接下来要做的事情:把20条原始肽引入细菌、人类细胞中,以观察它们是否具有致死性或者激起免疫系统的反应。顺着科研思路,Hampikian建议接下去的实验还可能会开展一些有关自杀基因suicide gene)构建的工作,让这些基因编码致死的氨基酸原始子。我们可能会设计一些遗传修饰的生物体,如果自杀基因果真能编码出有害的蛋白,那么生物体肯定会表现出异常症状

Hampikian对他工作的应用非常乐观。他已经从美国国防部获得1百万美金的经费支持用以开发出一套DNA“安全标签safety tag——供法院作为裁定罪犯的参考证据。“这些标签可能并不会致死,但是原始子会让不同个体间的差异轻而易举地显现。”

 

英文词汇:

*原始子:英文的用词为prime。查阅英文字典,发现若译为精华可能不符合原作者的真实意图,所以取意为最早的部分来理解,因为这些有害序列可能在生物体进化早期就已存在,但自然选择的压力迫使它们消失。译者略作修饰译为原始子。如果读者有更好的翻译,可与本站联系。

**无效子:英文的用词为nullomer

***原始肽:英文的用词为peptoprime

****Pacific Symposium on Biocomputing,PSB

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