Nature：复杂生命难道不需要非编码DNA？

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Nature：复杂生命难道不需要非编码DNA？
$ `  ]8 {$ r9 X5 v; p2013-05-19 来源：ebiotrade 作者：koo ) n% L% [& g1 C* h* g& w

; H8 B! e0 R) a( x$ L1 E; Z2 [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？1 b  v9 T3 B( v; S  H* z
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。
1 d1 r9 t* S7 H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 X" Z* u8 t% k7 C8 G1 R! Y6 x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？: V$ w  m( [' W( T
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。! G/ w5 C6 L$ `) P  b! ^
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。
1 X3 Q0 ~. \" k& n“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。
' b: l1 ]# q* f1 j4 }$ aU. 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。”
' P3 b2 Q( W9 p) [' M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。”
& Y, Q, P/ r3 u: V2 A0 s; Z“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。”. j; X4 i5 L: D3 I# _4 a
原文检索：% x% l& _) A- y4 K. {7 S+ ~
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
0 R. Z( s6 Z& S% k( F+ J•        期刊NATURE" O3 ]# _- D( S5 e* A: l
•        研究机构UNIVERSITY OF ARIZONAUNIVERSITY AT BUFFALO重庆科技学院MICHIGAN STATE UNIVERSITYPENNSYLVANIA STATE UNIVERSITY
. ~/ x8 V2 l' {) J/ e•        标签NATURE复杂生命非编码DNA
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这个其实从生物进化的轨迹看，非编码的DNA我认为是暂时性的。编码的DNA也不永远是编码的DNA。插入非编码的DNA是真核生物保持进化能力，适应环境的分子基础。