发布时间:2010-05-06 10:32 原文链接: 《自然》:科学家破解DNA中“剪接密码”

  加拿大多伦多大学教授布雷登·费雷率领的研究团队发现,在DNA中一个隐藏的“剪接密码”可用来解释为什么有限数目的人体基因能够产生出如此巨大数量的遗传信息。相关文章将发表在5月6日出版的《自然》(Nature)杂志上。

  该发现揭开了遗传学研究中最主要的奥秘之一。科学家可据此来解释活细胞如何使用有限数量的基因生成如大脑一样非常复杂的器官。科学家认为,该发现弥合了多年来人类对基因组的认识和对细胞内复杂生产过程的认识之间存在的鸿沟,有助于预测和防止癌症及神经退行性疾病的产生。

  2004年,当人类基因组图谱绘制完成后,科学家在人体中发现了将近2万个基因。科学家还发现,活细胞使用这些基因来产生更加充裕和更具活力的指示源,这些指示源由成千上万个指导细胞活动的遗传信息所组成。

  为了解释活细胞如何在它们的遗传信息中产生如此巨大的多样性,费雷教授联合其他研究人员开发出一种新的计算机辅助生物分析方法,找出隐藏在基因组里的“密码单词”,正是这些“密码单词”组成了所谓的“剪接密码”。

  在这些密码中,包含了各种生物学法则。这些法则对以下过程进行支配管理:复制于单个基因的一个遗传信息的各个分离部分,可以不同方式剪接在一起,产生出不同的遗传信息。科学家举例说,3个神经黏结分子基因能够产生3000个帮助控制大脑网络的遗传信息。

  费雷教授将其发现比喻为:你在锁着的门外聆听室内的交响乐团演奏,而当大门打开时,你才发现,只要三四个乐师,就完成了刚才你在室外欣赏到的交响乐。

  费雷教授表示,以前,科学家无法预见在一个活细胞内遗传信息是如何重新安排或剪接的。目前,他们已经应用所发现的“剪接密码”,成功预知了在许多不同生物组织中,成千上万的遗传信息如何以不同的方式得以重新安排。

有人走进一座黑洞洞的大楼,摸索着推开几个房间的窗户,慢慢看清了房间的模样。但他既不知大楼里还有多少个房间,也不知每个房间之间的关联。这情景正好比人类今天探究年轻的生命科学。自上世纪50年代DNA双螺旋结构发现以来,遗传的一些分子机理相继被揭示。我们已经晓得,生命过程中的基因调控和表达受制于无数密码,其中可能包括费雷教授的“剪接密码”。正因为大楼里黑暗,所以每一缕透进的阳光都显得弥足珍贵。

相关文章

癌症“照妖镜”——游离DNA助力肿瘤早期探查

“人体细胞也有生命周期。细胞衰老凋亡后,细胞内的物质会渗透出来。其中,DNA会随之‘崩裂降解’,进入血液,成为游离DNA。”中国医学科学院肿瘤医院防癌科副主任张凯教授告诉科技日报记者,“肿瘤细胞的游离......

研究揭示双加氧酶的低复杂度结构域调控DNA氧化去甲基化

《自然-结构与分子生物学》(NatureStructural&MolecularBiology)在线发表了中国科学院分子细胞科学卓越创新中心杜雅蕊/徐国良团队完成的题为Auto-suppres......

陕西省拟提名2023年度国家科学技术奖候选通用项目公告

近日,已有部分省市及中国农学会、国家中医药管理局等陆续公示了拟提名2023年度国家科学技术奖的项目,另外还有中国人工智能学会、中国化工学会、中国空间科学学会等公示了拟推荐项目,以下是项目情况列表(截止......

章鱼DNA揭示南极冰盖或将崩溃

科学家一直想知道,西南极冰盖是否是一颗导致海平面上升的“定时炸弹”。根据发表在最新一期《科学》杂志上的研究,来自一只生活在南大洋的小型章鱼的DNA新证据表明,西南极冰盖比之前认为的更接近崩溃。如果人类......

宁波材料所等研发出新型三维DNA工业纳米机器人

v在现代制造业中,工业机器人因可完成高精度自动化操作而成为关键组成部分。纳米级的工业机器人作为创新的制造平台,在处理和生产纳米材料方面颇具应用潜力。然而,制造这种纳米机器人面临技术挑战。此前,科学家提......

迈向CRISPR2.0,下一代基因编辑技术方兴未艾

美国食品药品监督管理局(FDA)本月稍早时间宣布,批准CRISPR/Cas9基因编辑疗法Casgevy上市,用于治疗12岁及以上镰状细胞贫血病患者。这是FDA批准的首款CRISPR基因编辑疗法。而11......

人类基因组计划已完成20年DNA何时实现“随手测”

2003年,人类基因组测序计划完成,至今已有20年。当年的“大工程”花费38亿美元,而20年后的今天,基因组测序成本已下跌8个“0”,降至不到100美元。降价让很多事情成为可能——中国工程院院士詹启敏......

研究发现“无中生有”的新基因起源机制

生物体的复杂性是由它们的基因编码的,但这些基因从何而来?据最新一期《美国国家科学院院刊》报道,芬兰赫尔辛基大学研究人员解决了围绕小分子RNA基因(microRNA)起源的悬而未决的问题,并描述了一种创......

德国应用化学:国家纳米中心构建基于DNA纳米机器的基因编辑递送系统

近日,中国科学院国家纳米科学中心研究员丁宝全课题组在利用DNA纳米机器递送基因编辑系统进行靶向基因治疗方面取得了重要进展。相关研究成果以ADNAOrigami-BasedGeneEditingSyst......

丁宝全课题组在DNA纳米机器递送基因编辑系统进行靶向基因治疗获新进展

近日,国家纳米科学中心丁宝全研究员课题组在利用DNA纳米机器递送基因编辑系统进行靶向基因治疗方面取得重要进展。研究成果以ADNAOrigami-BasedGeneEditingSystemforEff......