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生物信息学家在出生时就会检查新基因

2019-03-22 15:13:14 • 来源：

越来越多的证据表明，新基因可以从以前的非编码DNA中自发产生，而不是通过已建立基因的逐渐突变。明斯特大学(德国)的生物信息学家现在首次研究这些“基因凭空”出现的最早阶段，也称为从头基因。

生物信息学家在出生时就会检查新基因

由于许多小的遗传变化(称为点突变)的积累，生物逐渐进化。数百万年来，这些突变发生在已建立基因的重复拷贝中，偶尔会贡献自己的有用特性。几十年来，人们认为完全新颖的基因可以自发地出现是不可思议的。直到最近才有严重的迹象表明，新的蛋白质编码基因可能确实是从所谓的非编码DNA重新形成的，即在不产生蛋白质的基因组部分中。现在，一项新的研究首次研究了这些从头基因出现的最早阶段。该研究发表在Nature Ecology and Evolution上，由德国明斯特大学进化与生物多样性研究所的Erich Bornberg-Bauer教授领导的生物信息学家团队进行。

通过计算机分析，该团队将小鼠中从头基因的几种特性与其他四种哺乳动物的特性进行了比较：大鼠，袋鼠，人类和负鼠。基于这种比较，研究人员能够揭示哺乳动物1.6亿年的进化。他们仔细研究了含有蛋白质编码所必需的开放阅读框(ORFs)的DNA转录本(作为RNA模板存在于细胞中的序列)。

生物信息学家Erich Bornberg-Bauer说：“我们的研究表明，新的ORFs - 换句话说，新蛋白质组装指令的候选者 - 在非编码DNA区域中不断出现”。“但是，就像他们的成绩单一样，绝大多数人在进化过程中会很快消失。”虽然这些候选人中只有极少数人真正成为功能完备的基因 - 即基因包含功能性蛋白质的组装说明 - 一些候选物随机保留较长时间，这仅仅是因为连续产生了大量新的转录本。“这些成绩单可以在几个谱系中找到，”Bornberg-Bauer说。“可能它们可以在更长的时间内增加现有蛋白质的所有组成部分，并适应与这些已建立蛋白质的相互作用。”

这意味着从头蛋白质偶尔可以在生物体中获得功能。Bornberg-Bauer说：“这也为我们提供了对生物体中如何从根本上出现新特性的解释，因为这不能仅通过遗传结构中的点突变来解释。”

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