尋找基因鄰居導(dǎo)致新的蛋白質(zhì)功能
獲得測(cè)序的基因組是生命科學(xué)研究中的一個(gè)分水嶺?；蚪M序列闡明了生物體的DNA，即生物體如何發(fā)育，繁殖和功能的遺傳密碼。隨著新技術(shù)的社區(qū)科普器材都有哪些發(fā)展，這些基因序列的可用性呈指數(shù)增長(zhǎng)。不幸的是，科學(xué)家破譯這些序列中編碼的功能的能力未能跟上步伐。對(duì)于真核生物-具有明確定義的細(xì)胞核的細(xì)胞和生物，尤其如此。結(jié)果，研究人員不了解數(shù)以百萬計(jì)的蛋白質(zhì)的功能，這些蛋白質(zhì)可以完成DNA編碼的工作。這一挑戰(zhàn)要求研究人員開發(fā)用于預(yù)測(cè)基因序列功能的計(jì)算工具。在這項(xiàng)研究中，從事綠藻研究的研究人員發(fā)現(xiàn)，真核生物基因組中的物理聚簇基因可以維持?jǐn)?shù)億年。這種現(xiàn)象可以幫助預(yù)測(cè)功能。
基因組學(xué)是解鎖生物能源，碳固存和減緩氣候變化方面突破的關(guān)鍵。利用自然過程的洞察力，研究人員可以設(shè)計(jì)自然靈感解決方案來應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)。這一發(fā)現(xiàn)將幫助研究人員解碼基因組并發(fā)現(xiàn)新的，以前隱藏的功能。然后，新功能和途徑又可以構(gòu)成應(yīng)對(duì)重大挑戰(zhàn)的新型合成生物學(xué)策略的基礎(chǔ)。同時(shí)，用綠藻獲得的發(fā)現(xiàn)可以提供有關(guān)其植物親緣基因功能的線索。這項(xiàng)技術(shù)還為包含更多基因組的真核生物中更大，更強(qiáng)大的基因功能挖掘鋪平了道路。
盡管在相對(duì)簡(jiǎn)單的原核生物中很流行，但科學(xué)家認(rèn)為使用基因鄰近技術(shù)進(jìn)行功能預(yù)測(cè)在真核生物中幾乎沒有價(jià)值。這項(xiàng)新的研究重新評(píng)估了這個(gè)普遍的假設(shè)。令人驚訝的是，綠色藻類基因組包含位置直系同源基因塊的長(zhǎng)期保存(在某些情況下為7億年)凸顯了其重要性。盡管目前尚不清楚維持基因鄰居的選擇性優(yōu)勢(shì)，但這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，這些鄰域可以用來理解基因功能，就像使用基因鄰近來理解原核基因功能一樣。將位置分析與基于系統(tǒng)發(fā)育組學(xué)的計(jì)算基因組學(xué)方法相結(jié)合，導(dǎo)致了新穎的砷解毒途徑的發(fā)現(xiàn)，以及藻類制造防曬霜的獨(dú)特方法。
標(biāo)簽： 蛋白質(zhì)功能 基因
