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像指导手册一样 为方便起见 基因组将基因组合在一起

2019-09-17 15:00:45来源:

每个生物体的细胞都有完整的DNA拷贝,它在染色体中紧密凝聚。每当细胞需要执行功能时,它就会激活打开或关闭DNA中不同区域的基因。就像遵循连续页面的说明书一样,更容易激活两个更接近的基因来完成一个功能。

到目前为止,研究人员对真核生物的基因组如何根据其功能组织基因组知之甚少知之甚少,即它们是否在物理上接近或不接近。先前的努力已经研究了基因簇与次级代谢之间的联系。

在今天发表在“ 自然微生物学”杂志上的一项研究中,由ICREA教授ToniGabaldón领导的巴塞罗那基因组调控中心(CRG)的研究人员揭示了这种初级代谢分选过程。他们选择研究真菌是因为它们具有较小的基因组,并且比其他真核生物如植物或动物更容易测序。

“如果特定生物过程的基因在染色体中彼此靠近放置,它们可以以更协调和有效的方式相互协调,”Gabaldón说。

科学家开发了一种算法,能够根据不同物种的进化历史识别不同物种基因组中彼此接近的基因,即查找它们是否是不同物种真菌中的保守簇,与它们的功能无关。他们预测了基因组中超过11000个分组基因家族。在分析的300个基因组中,他们发现第三个是保守组的一部分。

“自然选择意味着一些基因彼此接近以实现功能相关性。它们的组织方式不是随机机会 - 它们之所以被选中,是因为它使调节基因更容易。我们发现它很常见,它影响了Gabaldón说,这是基因组的重要组成部分。“选择性力量有利于基因构象,允许更少的能源投资和改进的监管程序,”他补充说。

先前对与次级代谢相关的基因组的研究发现,他们有一种开关,一种转录因子,可以打开和关闭它们。其他观察结果还发现,这些基因组在一个物种中从一个物种传递到另一个物种,称为水平转移,但没人知道原因。

CRG科学家现在提供的证据表明水平转移可能不像以前想象的那么普遍,而且他们最近的研究结果并不代表基因组整体的作用。他们看到由相同基因组构成的聚类独立出现两次,与平行的遥远谱系相似。

当然,基因组具有特定的功能。“当你需要精确的时刻,当你最需要共同监管的时候。大多数时候都很活跃的一般功能,不需要这么精确的调节,”Marina Marcet-Houben说,该研究的作者。

“现在我们有一系列可供探索的功能。有些可能具有药物或工业用途。我们发现的候选基因会影响到目前为止尚未发现的许多不同物种。其中许多是有趣的基因,很可能他们编写了具有应用潜力的功能,“Gabaldón补充道。

该研究的结果基于公共数据库。出于这个原因,CRG还公布了其对原发基因的研究结果。“由于我们从公共领域收集的信息和数据,我们希望将这些知识带回科学界。”