“垃圾DNA”并不垃圾

865d20d16bba4f9bb0433fa5f7d5e7f0_th基因组中,有一种到处乱跑的“捣蛋鬼”DNA序列,可以从基因组的一个位置“跳跃”到另一个位置,被称为“转座子”。曾被认为是“垃圾DNA”的转座子,近年来被发现其实是基因组的巧妙设计。近日,我校水稻团队熊立仲课题组研究表明,水稻中的一类DNA转座子能抑制内源蛋白Ghd2的翻译,从而调控水稻开花时间、株高和每穗粒数,具有显著的生物学功能。

水稻作为全世界最重要的粮食作物和模式植物之一,其基因组中含有大量的转座子,尤其是微小反向重复转座元件(MITE),这使水稻成为研究转座子起源、转座和功能的最佳模式植物之一。曾被认为是“垃圾DNA”的转座子是真核生物基因组中重要的组成成分,在基因组进化过程中发挥着巨大作用。转座子一般可分为反转录转座子和DNA转座子。之前的研究显示,反转录转座子可以转录为mRNA一部分,调控mRNA的选择性剪接,选择性加尾,稳定和翻译。华中农业大学的一项研究表明,DNA转座子能抑制内源蛋白Ghd2的翻译,从而调控水稻开花时间、株高和每穗粒数。这个发现对进一步了解MITE的生物学功能具有重要意义。

该研究发现存在于基因3′非翻译区中的微小反向重复转座元件(MITE)可以被植物内源DCL蛋白识别并切割,从而形成不完整的mRNA。这种mRNA可能会进一步影响自身的翻译,而抑制翻译产物的积累。人为切除该基因非翻译区的MITE,则会上调此基因的翻译产物。这些结果证实,DNA转座子具有抑制mRNA翻译的功能。

基因组中重复序列的功能探究,一直是生命科学中最前沿的领域之一。近来,越来越多的功能基因组研究发现,微小反向重复转座元件(MITE)在基因组中的插入或缺失,是单子叶植物获得新性状的来源。本研究揭示了微小反向重复转座元件的新功能,对研究其他重复序列的功能提供了借鉴意义,同时也拓宽了学界对于转座子的认识。

论文链接:http://www.nature.com/articles/ncomms14651

(据华中农业大学)

原创文章,如若转载,请注明出处。

相关文章

  • 人类终于知道茶的味道为什么不一样了,科学家首次成功破译茶树基因组

    茶是自从公元3000年前世界上最为古老也是最为广泛饮用的含咖啡因软饮料,目前全球160多个国家的30亿人喝茶爱茶。茶作为最早饮料的可信记录可以推至公元前三世纪我国的商代;传说神农尝百草而始有医药,神农氏因此被…

    2017-05-25
  • 骨髓多能干祖细胞与遗传性疾病有密切关系

    近日,中国科学院北京基因组研究所精准基因组医学重点实验室研究员王前飞和美国迈阿密大学米勒医学院 杨逢春教授合作,揭示了Bohring-Opitz综合征的胚系新生突变基因ASXL1在骨髓基质多能祖细胞功能和骨骼发育维持中…

    2016-06-17
  • DNA复制是确保生物遗传信息传递的基本生命过程

    DNA复制时因细胞内源因素或外界干扰引起的突变是肿瘤等多种重大遗传疾病发生的主要原因。从积极的方面考虑,这些突变也是物种进化(例如,生物从海生到陆生的进化)的内在决定因子。 浙江大学海洋学院海洋生物研究…

    2016-12-13
  • 科学家克隆杂交水稻不孕基因

    水稻是自交作物,人类为了提高水稻产量,传统的方法是依靠自然突变和人工选择获得对当地自然和栽培环境具有良好适宜性的优良水稻品种,或者改良栽培技术。后来人们发现水稻也具有杂种优势,但是其特殊的花结构导致…

    2016-12-22
  • 世界首只转基因树鼩

    树鼩是一种具有重要潜在应用价值的实验动物。相较于啮齿类实验动物,树鼩在遗传进化地位及生理生化特征上均更接近于灵长类。并且,树鼩相比于灵长类动物在生物医学研究中有着诸多优势,包括体型小、生殖周期短、饲…

    2016-12-29
  • 人类和黑猩猩的DNA真是99%一样的吗?

    我们位于同一个分支的系统发育(进化)树上,然而黑猩猩仍然在丛林中,而人类有语言,城市,我们还建立了动物园把它们放在一起。所以,在现实中,人类与黑猩猩的相似度如何?MinuteEarth制作的视频介绍了经常引用的…

    2017-05-29