复杂生物非编码DNA必要吗？

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Nature：复杂生命难道不需要非编码DNA？
2 h) Y( Q9 V, c7 A2013-05-19 来源：ebiotrade 作者：koo 94 0
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; G  h, w; n( |: \! e2 D/ s# P- h- Q非编码DAN仅占据丝叶狸藻基因组3%的组成成分，这是否证明了对于复杂生命来说，非编码DNA并不需要呢？
2 h# K6 E. Y) C9 _# P/ a8 y  e% n0 ~自从科学家们首次发现超过95%的人类基因组是由非编码元件组成以来（非编码元件是指不会编码任何特殊蛋白质的 DNA 片段），他们就一直致力于了解这种所谓的“垃圾” DNA 的作用。在过去这几年里，ENCODE 项目中的研究人员提出一种新观点，即非编码 DNA 并不完全没有用处，实际上它们是关键的调控元件，有助于编码 DNA 完成任务，构成复杂生命的形状及功能。. q9 X0 m% @8 o' P7 j2 k3 l9 t, p% a
然而如今一组由多国研究人员组成的研究组提出了不同观点，指出一种称为丝叶狸藻：Ultricularia gibba 即使其基因组中只有3%是非编码DNA，但仍然能生长。' \5 G+ D! S' l9 T  F/ s3 ^
文章的第一作者之一，布法罗大学的一位分子进化生物学家 Victor Albert 认为 U. gibba 讲述了一个奇妙的进化基因组故事，“为什么植物基因组通常都有10-20亿个碱基对，而这种植物只有8200万个碱基对呢？而这两种情况下，植物基本上都具有相同的基因数目。就我看来，这两者都很完美，也都是复杂的植物，那么它们的差别在哪里呢？
6 c2 ~$ F( x7 X2 I- b差别就在于所谓的“垃圾”DNA元件。U. gibba 在进化方式上采用的方式是：通过连续几代将非编码元件从基因组中剔除掉，由此证明了许多复杂生命，包括人类在内，所具有的大量非编码DNA，并不是复杂生命所必需的。9 ]% F( @2 S8 _. o( w
当然，为什么以及如何丝叶狸藻会在进化过程中丢失这些元件，还是个未解之谜。Albert认为U. gibba 是一种遗传上变化很大的物种，很难找到令它们随着时间的推移变得更小的一些自然选择原因。# J6 C8 {' B5 r* l' Y
“这种选择力也许十分强烈，这样基因组才会发生如此的变化。我们一直无法证明这一点，但这并不是表示它不存在，只是我们无法证明而已，”Albert说。
! d: I; x! \- R3 P& U( k& KU. gibba 也许存在删除内在倾向，而其他植物则倾向于复制-粘贴插入。“这并不是意味着不存在自然选择原因，只是代表着一些潜在趋势也许会朝着一个方向，或者其他方向推进。”0 ]( M3 P% Z0 x7 z- F0 V
最后，Albert表示生物活性并不是等同于生物功能，“DNA是一种化合物，从自然特性上说，它具有某些化学生物学活性，比如能转录成RNA，但是实际上是否具有功能，还是个问题。”1 w: R0 S+ \5 q0 B5 V: A3 M
“现在我们发现了一个生物，它的基因组中97%是基因及相关的调控元件，因此这明确的表明，复杂生物并不需要所谓的‘垃圾’DNA”，Albert说，“不过这并不是说这些DNA对于人体来说无用，但这些用处是什么，我们还不清楚。”
0 M/ s. z  K' c; S原文检索：3 f8 R! o4 {' J3 H6 l% L
Enrique Ibarra-Laclette, Eric Lyons, Luis Herrera-Estrella et al. Architecture and evolution of a minute plant genome. Nature, 12 May 2013; doi:10.1038/nature12132