Science顛覆40年認(rèn)知,揭示遺傳密碼的雙重含義
日期:2013-12-17 09:07:33
科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)隱藏于DNA中的第二重密碼。這一第二重密碼所包含的信息,將改變科學(xué)家們讀取DNA中的指令及注釋突變來了解健康和疾病的方式。
領(lǐng)導(dǎo)這一研究小組的是華盛頓大學(xué)基因組科學(xué)和醫(yī)學(xué)副教授John Stamatoyannopoulos博士,研究結(jié)果發(fā)表在12月13日的《科學(xué)》(Science)雜志上。
這一研究是DNA元件百科全書計(jì)劃(ENCODE)的一個(gè)組成部分。美國國家人類基因組研究所為這一多年國際研究工作提供資金。ENCODE旨在發(fā)現(xiàn)生物功能指令所在的位置及存儲在人類基因組中的方式。
自20世紀(jì)60年代破譯遺傳密碼以來,科學(xué)家們一直認(rèn)為它專門用來記錄關(guān)于蛋白質(zhì)的信息。華盛頓大學(xué)的科學(xué)家們驚訝地發(fā)現(xiàn),基因組利用了遺傳密碼來寫下兩種獨(dú)立的語言。一種描述了如何生成蛋白質(zhì),另一種指導(dǎo)細(xì)胞如何控制基因。一種語言被書寫在另一種語言之上,這就是第二種語言這么長時(shí)間以來被隱藏的原因。
Stamatoyannopoulos說:“40多年來我們一直認(rèn)為影響遺傳密碼的DNA改變只是影響了蛋白質(zhì)生成?,F(xiàn)在我們知道了,這一關(guān)于人類基因組讀取的基本假說漏掉了一半的圖像。新的研究結(jié)果強(qiáng)調(diào)了,DNA是一種令人難以置信的強(qiáng)大信息儲存器,自然以一些意想不到的方式充分地利用了它。”
遺傳密碼利用了稱之為密碼子的64個(gè)堿基字母表。華盛頓大學(xué)研究小組發(fā)現(xiàn),一些他們稱之為duons的密碼子,具有兩重含義,一種與蛋白質(zhì)序列相關(guān),另一種與基因控制相關(guān)。這兩重含義似乎已演變?yōu)楸舜讼嗷ズ魬?yīng)。這些基因控制指令似乎幫助穩(wěn)定了蛋白質(zhì)的某些有利特征以及它們的生成方式。
發(fā)現(xiàn)duons將大大地影響科學(xué)家們和醫(yī)生們注釋患者基因組的方式,為疾病的診斷和治療開啟了新的大門。
“事實(shí)就是,這一遺傳密碼可以同時(shí)記錄兩種信息,這一意味著許多似乎改變蛋白質(zhì)序列的DNA改變,有可能實(shí)際上通過破壞基因的控制程序,或是同時(shí)破壞兩種機(jī)制來引發(fā)了疾病,”Stamatoyannopoulos說。