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报告了人类基因组功能部分的新限制

2018-12-25 10:25:53 • 来源：

休斯敦大学的一位进化生物学家发表了新的计算结果，表明不超过25%的人类基因组功能正常。这与ENCODE项目的科学家提出的建议形成鲜明对比，即多达80%的基因组具有功能性。在Genome Biology and Evolution在线发表的工作中，Dan Graur报告人类基因组的功能部分可能介于10%和15%之间，上限为25%。其余的是所谓的垃圾DNA，或无用但无害的DNA。Graur，John和Rebecca Moores UH的生物学和生物化学教授采用了一种看似简单的方法来确定有多少基因组功能，使用有害突变率 - 即有害突变发生的速率- 以及替代生育率率。

报告了人类基因组功能部分的新限制

这两个基因组大小与先前已确定的有害突变的基因组中的功能部件的速度，和历史数据文件的人口水平。有了这些信息，Graur开发了一个模型，用于计算由有害突变引起的繁殖成功率下降，称为“突变负荷”，与基因组功能部分相关。

基因组的功能部分被描述为具有选择效应功能的功能部分，即，通过自然选择产生并保持的功能。蛋白质编码基因，RNA指定基因和DNA受体是选择效应功能的实例。在他的模型中，只有基因组的功能部分可能被有害突变破坏; 非功能部分的突变是中性的，因为无功能部分既不会损坏也不会改善。

由于有害突变，每一代中的每对夫妇必须产生比两个更多的孩子，以维持不变的种群规模。他说，在过去20万年中，替代水平的生育率从每对夫妇2.1到3.0个孩子不等，并指出全球人口在19世纪初期间保持非常稳定，当时新生儿死亡率下降导致生育率超过替代水平。

Graur发现，如果80%的基因组功能正常，即使有害突变率处于估计的低端，也需要不切实际的高出生率来维持人口。

他写道：“人类80%的基因组功能正常，世界上每对夫妇平均只能生15个孩子，除了两个孩子外，其他所有孩子都必须死亡或不能繁殖。” “如果我们使用有害突变率的上限(每代每个核苷酸2×10?8个突变)，那么......每对夫妇必须保持不变的种群数量的孩子数量将超过这个数量可见宇宙中的恒星数量级为10个数量级。“

2012年，DNA元素百科全书(ENCODE)宣布80%的基因组具有生化功能。格劳尔说，这项新研究不仅使这些说法得以休息，而且有望有助于重新聚焦人类基因组学的科学。

“我们需要了解人类基因组的功能部分，以便将生物医学研究的重点放在可用于预防和治愈疾病的部位，”他说。“没有必要对太阳下的所有事物进行排序。我们只需要对我们知道的部分进行排序。”

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