“垃圾DNA”不“垃圾”

就像從電影中刪掉的片段一樣，生物基因中的一些序列最終也會被剪掉，細胞不會利用它們制造蛋白質(zhì)。現(xiàn)在，兩項研究發(fā)現(xiàn)，這些被稱為內(nèi)含子的片段有助于酵母在艱難時期存活。這項研究揭示了DNA的另一種可能的功能，科學(xué)家曾認為這種功能是無用的。

未參與該研究的美國加州舊金山州立大學(xué)進化分子生物學(xué)家Scott Roy說：“這些結(jié)果非常令人信服，也非常令人興奮。”這項研究開啟了了解“內(nèi)含子作用的全新范式”。

加州大學(xué)洛杉磯分校酵母微生物學(xué)家Guillaume Chanfreau說，這也回答了一個長期存在的問題：為什么酵母保留了以前被認為是“垃圾DNA”的東西。

內(nèi)含子普遍存在于植物和真菌中，也存在于人類和其他動物體內(nèi)——在大約2萬個基因中，每個基因平均攜帶8個內(nèi)含子。在最初將它們視為垃圾之后，研究人員最近開始確定內(nèi)含子的某些功能。例如，一些基因中的內(nèi)含子可能有助于控制細胞制造多少相應(yīng)的蛋白質(zhì)。

為了確定剝奪內(nèi)含子的影響，加拿大謝布魯克大學(xué)RNA生物學(xué)家Sherif Abou Elela和同事系統(tǒng)地從酵母菌中刪除內(nèi)含子，并產(chǎn)生了數(shù)百個菌株。然后，研究人員將這些改良菌株與普通真菌一起培養(yǎng)。

當(dāng)食物缺乏時，大多數(shù)缺乏內(nèi)含子的菌株很快就死掉了，研究小組近日在《自然》上報道稱，它們無法與普通酵母競爭。然而，在營養(yǎng)更豐富的培養(yǎng)基中，經(jīng)過改造的酵母具有優(yōu)勢。Abou Elela說：“如果你處于好時期，內(nèi)含子是一種負擔(dān)。但在逆境中，它是有益的。”

麻省理工學(xué)院分子生物學(xué)家David Bartel和同事也獨立研究出了類似的結(jié)果。他們測量了酵母細胞中不同RNA分子的數(shù)量，同時注意到，在“擁擠”的培養(yǎng)基中生長的酵母積累了大量內(nèi)含子。