植物基因可能缺乏开关但具有音量控制

加利福尼亚大学戴维斯分校的科学家发现，被认为对基因活动至关重要的DNA序列是可以消耗的。曾经称为垃圾的序列有时会调用镜头。加州大学戴维斯分校的艾伦·罗斯教授已经工作了二十多年，解开了一种称为“ 内含子介导增强” 的机制。我是罗斯实验室的研究生，我们在一种名为拟南芥(Arabidopsis thaliana)或拟南芥(thale cress)的普通植物中取得了独特的发现。

拟南芥是植物世界的实验室老鼠。罗斯实验室使用这种小杂草回答有关所有植物生物学的问题。在最近发表在植物细胞杂志上的一项研究中，我们发现被称为内含子的遗传物质可以在植物中发挥非常重要的作用。

这就是为什么这些结果令人惊讶的原因。想象一下，如果音乐下载被白噪声块中断，则每次播放歌曲时都必须手动编辑。没有意义，对吗?为什么要以这种方式录制歌曲?

这正是科学家在发现内含子时所想的。您可以将细胞中的DNA视为一个庞大的音乐库。基因就像是以不同音量播放的歌曲。白噪声块是内含子。

功能在“垃圾”DNA中

内含子最初被称为“垃圾DNA”，因为它们在处理遗传信息时被移除。像白噪声一样，它们不是最后一首歌的一部分，因此它们对基因编码的特性没有影响。然而，内含子占我们基因中90%以上的序列。那么为什么细胞在内含子上浪费能量只是为了在基因开启时去除它们?

事实证明，内含子可以作为我们一些最重要基因的音量控制。移除它们，突然基因变得沉默。科学家已经知道了很长时间，但我们仍然不知道为什么。

用蓝色植物研究基因活性

在Rose实验室中，我们在一个名为GUS的基因中进行内含子实验。GUS基因产生蓝色色素，因此很容易判断它何时开启。我们将GUS基因与植物基因融合，然后删除了称为启动子的基因融合的重要部分。如果内含子就像基因的音量控制那样，那么启动子就是开/关开关。

推动者被认为是基因的主要调节因子。但是当我们删除GUS基因融合的启动子时，发生了令人震惊的事情。只要该基因含有内含子，植物仍然会变蓝。这就像关闭收音机一样，只要你调高音量，就会发现一些歌曲仍在播放。

垃圾的工作

那么这个发现意味着什么呢?我们很长一段时间以为所有基因都有一个开/关开关 - 启动子。但是一些一直存在的基因可能根本没有关闭开关。对于这些基因，内含子提供的音量控制可能尤其重要。

我们仍然不了解导致基因开启，关闭，关闭或关闭的原因。这些研究结果表明，我们之前的想法还有更多的谜团。我们的研究集中于一个基因。我们不知道有多少基因可能表现相似。观察其内含子中的序列，我们猜测多达15%的基因可能在植物中受到影响。在其他生物中，谁知道?

Rose实验的下一步是弄清楚这个过程是如何运作的。如果我们能解开“内含子介导的增强”机制的秘密，我们就可以编排出具有有用特性的基因交响曲。内含子已经被用于提高基因的活性，增加水稻中维生素含量和产量更高的大豆。未来内含子可能会使藻类中的生物燃料，酵母产生的胰岛素增加，甚至刺激烟草中拯救生命的疫苗的生产。

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