不死的假基因

互联网2010-12-02

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不死的假基因

表观遗传标记的迷人不仅在于它们的影响，还在于它们是如何在第一个地方被创立的。譬如，要将一个甲基族的顶端放在DNA上，一簇蛋白质就必须被导引到正确的位置。事实上，它们必须由一个能找到它们的RNA分子将他们导引到那里。

这些RNA“导游”，就像核糖体中的RNA分子一样，并不适用于传统的基因概念。这些RNA分子并不引发蛋白质的产生，而是立即开始在细胞内着手自己的工作。在过去的十年里，科学家们发现了一些从不会成为蛋白质的新型RNA分子。科学家们将之称为非编码RNA。2006年，马萨诸塞大学的克雷格・梅洛和斯坦福大学的安德鲁・法尔因发现小RNA分子能通过干扰基因转录造成基因静默而获得了诺贝尔奖。

这些发现让科学家们感到疑惑，我们的细胞到底能制作多少非编码RNA，Encode的早期研究结果给出的答案是：很多。虽然人类基因组中只有1.2%%能编码蛋白质，但Encode科学家估计，在人类基因组中能产生RNA转录的可占到惊人的93%%。

Encode成员、澳大利亚昆士兰大学的约翰・马蒂克相信，很多的这些转录正做着科学家们尚未了解的重要工作。他说：“我敢打赌这个比例是绝大多数，但无法确定是80%%还是90%%。当你越过卢比孔河（意即跨越界限）并回过头来看时，你就会发现蛋白质中心论是相当原始的。”

这些RNA编码基因的某些可能会引发罹患某些疾病的风险。作为Encode项目的一部分，科学家们正在确定和癌症等常见疾病相关的DNA中的变异位点。这些变异的三分之一远离任何蛋白质编码基因。对非编码RNA工作机理的了解，将有助于科学家们找到如何使用药物来对抗疾病遗传风险的方法。欧洲生物信息研究所Encode项目的负责人之一伊万・波尔内说：“在接下来的十年里，这将成为一个巨大的研究专题。”

无论非编码RNA有多重要，波尔内还是怀疑，Encode项目发现的绝大多数转录其实并不能做很多的事情。他认为，这不过是摊在桌上的一种假说而已。

Encode的另一名成员、加州大学的大卫・豪斯勒对波尔内的观点表示赞同。他说：“细胞将制作出RNA，并简单地将其一扔了之。”

豪斯勒以进化论作为其观点的基础。如果一个DNA片段对一些重要分子进行了编码，突变往往就会产生灾难性的损害。自然选择将淘汰大多数的突变。但是，如果一个DNA片段不做那么多，它就能在不引起任何损害的情况下发生突变。在数百万年的时间里，与那些不太重要的DNA片段相比，一个重要的DNA片段几乎不会收集突变信息。

人类基因组中，只有大约4%%的非编码DNA显示出了经历过强烈自然选择的迹象。其中某些可能含有能控制邻近基因的DNA片段。豪斯勒怀疑，剩下的绝大多数都没有什么功用。他说：“大多数的非编码DNA就是一些多余的东西。”

但是，这些没有用处的多余物和有用DNA之间的界限很难划分。突变使得细胞从基因形成蛋白质成为可能。科学家们把这样的一个无用DNA片段称作假基因。格斯坦和他的同事估计，人类基因组中存在1万个到2万个假基因。它们中的大多数实际上是死的，但也有少数仍能制造出具有重要功能的RNA分子。格斯坦将这些具有功能的假基因戏称为“不死族”。