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科学家认为生物体内的基因至少有50%无用


  但是几年前美国生物技术公司Affymetrix科研人员研究发现,非编码DNA占到整个基因组的85%—97%,这些非编码DNA能够被转录成原始RNA,被加工RNA也达到整个基因组的18%,科学家将这些RNA称为非编码RNA。在这些非编码RNA中,比较短的RNA在调控基因表达中发挥了重要作用,大多数长的RNA功能仍然是一个谜。多年来,科学家们只是偶尔发现非编码RNA的一些功能,比如在热休克蛋白质形成过程中,一种非编码RNA是编码基因的促进剂;一种非编码RNA能够在老鼠的大脑、面部以及肢体发育过程中控制基因的表达。

  由于这方面的进展不多,许多非编码RNA仍然是一个谜,科学家们的观点也存在争论。一些科学家认为,大多数非编码RNA只是基因转录过程的副产物,具有偶然性;而另一些科学家认为,非编码RNA并不是随意形成的,它们往往在特定的基因区域形成,特别是在大脑发育中,它们不是偶然形成的副产物。英国牛津大学的兰特教授研究认为,50%的非编码RNA具有特定功能,位于英国剑桥的欧洲生物信息研究所的伯尔尼教授认为,有用的非编码RNA不到20%。

  大多数DNA似乎可有可无

  尽管科学家们在比例上存在分歧,但没有一个人认为大多数基因组具有重要功能。伯尔尼教授认为,75%的基因是垃圾,只有10%具有重要功能。兰特教授也认为,有用的基因不会超过50%。大多数科学家一致同意,有用基因最多不超过基因组的50%。

  人类基因组中有一半基因是寄生虫DNA的复制品,这些寄生虫DNA又叫转位子,它们往往不断复制直到发生变异后失去活性,并没有特别的有用功能。这些转位子只有少数具有活性,会导致人体发生疾病。研究人员发现,在哺乳动物的超保留DNA中,转位子占到5%,这些转位子中有些也参与基因调控。但大多数并不是人类基本活动所必需的,这些基因的“功能”可有可无。

  伯尔尼教授领导的科研小组正在进行一项称为“编码”的科研项目,他们从人类基因组中选取了44个大型基因序列,其中4.9%是保留DNA,结果表明,大约一半的保留DNA具有某种功能,而且许多具有特定功能的非编码DNA在人体内存在,但在老鼠中却没有保留下来。这些结果表明,这些重要的基因序列决定了人类不同于老鼠。

  虽然这些非编码DNA具有区别物种的重要功能,但在整个基因组中只占到极小比例,大多数可有可无,只是在进化过程中偶然出现的,既不会妨碍也不会帮助生物的发育。

  科学家认为,要弄清这些基因的功能,只有通过实验设计,从动物体内除去这些基因,然后观察是否会对动物造成严重的后果。罗宾教授正在进行这样的实验。

  几年前,罗宾研究小组从老鼠体内删除两个大型非编码DNA片段,这些DNA每个大约包含100万个碱基对,结果表明,失去这些基因的老鼠并没有明显的后果表现。

  罗宾教授目前正在进行中的实验是,从老鼠体内移出4个公认为具有重要功能的超保留非编码DNA,而且这4个DNA位于重要基因附近,如果它们具有重要功能,一旦移出,老鼠应该被杀死或者至少造成严重的健康问题。

  但是一年来,实验中的动物健康得很,研究人员惊奇地发现,被移走基因的老鼠与正常老鼠相比,发育、寿命、生育能力、体重以及血化学特性等都没有显著性差异。这个实验结果目前还没有公开发表,只在一次会议上内部公开。有些科学家解释说,这些被移走的基因能够很快被周围相同功能的基因补充,所以没有表现出显著性差异。

  或许随着相关研究的大量出现,垃圾DNA的说法是否合理才会最终证实。 


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