近日,一項(xiàng)由加州大學(xué)戴維斯分校和德國(guó)馬克斯普朗克發(fā)育生物學(xué)研究所進(jìn)行的一項(xiàng)聯(lián)合研究表明,DNA突變并不是隨機(jī)的。這一發(fā)現(xiàn),改變了我們對(duì)進(jìn)化的理解,有朝一日可以幫助科學(xué)家培育出更好的作物,甚至幫助人類對(duì)抗癌癥。
研究作者Grey Monroe說(shuō):“此前,我們一直認(rèn)為突變?cè)诨蚪M中是隨機(jī)的。但是,研究結(jié)果表明,突變并不是隨機(jī)發(fā)生的,這在某種程度上對(duì)植物有益。”
研究人員花了3年時(shí)間對(duì)數(shù)百種擬南芥的DNA進(jìn)行測(cè)序。擬南芥是一種小型開(kāi)花雜草,被認(rèn)為是“植物中的實(shí)驗(yàn)鼠”。其相對(duì)較小的基因組,包含約1.2億個(gè)堿基對(duì)。相比之下,人類大約有30億個(gè)堿基對(duì)。
擬南芥植物的測(cè)序結(jié)果表明,有超過(guò)100 萬(wàn)個(gè)基因突變。在這些突變中,揭示了與預(yù)期相反的一種非隨機(jī)模式。研究發(fā)現(xiàn),一些基因組斑塊,表現(xiàn)為非隨機(jī)且具有低突變率。在這些斑塊中,一些必需基因過(guò)度表達(dá),例如那些參與細(xì)胞生長(zhǎng)和基因表達(dá)的基因。
此外,研究人員還發(fā)現(xiàn),DNA包裹在不同類型蛋白質(zhì)上的方式可很好地預(yù)測(cè)基因是否會(huì)發(fā)生突變。
研究人員認(rèn)為,這使得達(dá)爾文自然選擇進(jìn)化理論出現(xiàn)了驚人的“反轉(zhuǎn)”。擬南芥這種植物已經(jīng)進(jìn)化出一種方法,來(lái)保護(hù)其最重要的基因免受突變。人類或許也可以從中獲取知識(shí),以對(duì)抗癌癥等疾病。
該研究論文題為“Mutation bias reflects natural selection in Arabidopsis thaliana”,已發(fā)表在《自然》期刊上。
前瞻經(jīng)濟(jì)學(xué)人APP資訊組
論文原文:https://www.nature.com/articles/s41586-021-04269-6