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破解DNA中的剪接密碼
發(fā)布時間:2010-5-14加拿大多倫多大學(xué)教授布雷登·費(fèi)雷率領(lǐng)的研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn),在DNA中一個隱藏的“剪接密碼”可用來解釋為什么有限數(shù)目的人體基因能夠產(chǎn)生出如此巨大數(shù)量的遺傳信息。相關(guān)文章將發(fā)表在5月6日出版的《自然》雜志上。
加拿大多倫多大學(xué)教授布雷登·費(fèi)雷率領(lǐng)的研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn),在DNA中一個隱藏的“剪接密碼”可用來解釋為什么有限數(shù)目的人體基因能夠產(chǎn)生出如此巨大數(shù)量的遺傳信息。相關(guān)文章將發(fā)表在5月6日出版的《自然》雜志上。
該發(fā)現(xiàn)揭開了遺傳學(xué)研究中zui主要的奧秘之一。科學(xué)家可據(jù)此來解釋活細(xì)胞如何使用有限數(shù)量的基因生成如大腦一樣非常復(fù)雜的器官。科學(xué)家認(rèn)為,該發(fā)現(xiàn)彌合了多年來人類對基因組的認(rèn)識和對細(xì)胞內(nèi)復(fù)雜生產(chǎn)過程的認(rèn)識之間存在的鴻溝,有助于預(yù)測和防止癌癥及神經(jīng)退行性疾病的產(chǎn)生。
2004年,當(dāng)人類基因組圖譜繪制完成后,科學(xué)家在人體中發(fā)現(xiàn)了將近2萬個基因。科學(xué)家還發(fā)現(xiàn),活細(xì)胞使用這些基因來產(chǎn)生更加充裕和更具活力的指示源,這些指示源由成千上萬個指導(dǎo)細(xì)胞活動的遺傳信息所組成。
為了解釋活細(xì)胞如何在它們的遺傳信息中產(chǎn)生如此巨大的多樣性,費(fèi)雷教授聯(lián)合其他研究人員開發(fā)出一種新的計算機(jī)輔助生物分析方法,找出隱藏在基因組里的“密碼單詞”,正是這些“密碼單詞”組成了所謂的“剪接密碼”。
在這些密碼中,包含了各種生物學(xué)法則。這些法則對以下過程進(jìn)行支配管理:復(fù)制于單個基因的一個遺傳信息的各個分離部分,可以不同方式剪接在一起,產(chǎn)生出不同的遺傳信息。科學(xué)家舉例說,3個神經(jīng)黏結(jié)分子基因能夠產(chǎn)生3000個幫助控制大腦網(wǎng)絡(luò)的遺傳信息。
費(fèi)雷教授將其發(fā)現(xiàn)比喻為:你在鎖著的門外聆聽室內(nèi)的交響樂團(tuán)演奏,而當(dāng)大門打開時,你才發(fā)現(xiàn),只要三四個樂師,就完成了剛才你在室外欣賞到的交響樂。
費(fèi)雷教授表示,以前,科學(xué)家無法預(yù)見在一個活細(xì)胞內(nèi)遺傳信息是如何重新安排或剪接的。目前,他們已經(jīng)應(yīng)用所發(fā)現(xiàn)的“剪接密碼”,成功預(yù)知了在許多不同生物組織中,成千上萬的遺傳信息如何以不同的方式得以重新安排。
有人走進(jìn)一座黑洞洞的大樓,摸索著推開幾個房間的窗戶,慢慢看清了房間的模樣。但他既不知大樓里還有多少個房間,也不知每個房間之間的關(guān)聯(lián)。這情景正好比人類今天探究年輕的生命科學(xué)。自上世紀(jì)50年代DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)以來,遺傳的一些分子機(jī)理相繼被揭示。我們已經(jīng)曉得,生命過程中的基因調(diào)控和表達(dá)受制于無數(shù)密碼,其中可能包括費(fèi)雷教授的“剪接密碼”。正因為大樓里黑暗,所以每一縷透進(jìn)的陽光都顯得彌足珍貴。