自從科學家們首次發(fā)現(xiàn)超過95%的人類基因組是由非編碼元件組成以來(非編碼元件是指不會編碼任何特殊蛋白質(zhì)的DNA片段),他們就一直致力于了解這種所謂的“垃圾”DNA的作用。在過去這幾年里,ENCODE項目中的研究人員提出一種新觀點,即非編碼DNA并不完全沒有用處,實際上它們是關鍵的調(diào)控元件,有助于編碼DNA完成任務,構成復雜生命的形狀及功能。
然而如今一組由多國研究人員組成的研究組提出了不同觀點,指出一種稱為絲葉貍藻:Ultricularia gibba 即使其基因組中只有3%是非基因DNA,但仍然能生長。
文章的第一作者之一,布法羅大學的一位分子進化生物學家Victor Albert認為U. gibba 講述了一個奇妙的進化基因組故事,“為什么植物基因組通常都有10-20億個堿基對,而這種植物只有8200萬個堿基對呢?而這兩種情況下,植物基本上都具有相同的基因數(shù)目。就我看來,這兩者都很完美,也都是復雜的植物,那么它們的差別在哪里呢?
差別就在于所謂的“垃圾”DNA元件。U. gibba 在進化方式上采用的方式是:通過連續(xù)幾代將非編碼元件從基因組中剔除掉,由此證明了許多復雜生命,包括人類在內(nèi),所具有的大量非基因DNA,并不是復雜生命所必需的。
當然,為什么以及如何絲葉貍藻會在進化過程中丟失這些元件,還是個未解之謎。Albert認為U. gibba 是一種遺傳上變化很大的物種,很難找到令它們隨著時間的推移變得更小的一些自然選擇原因。
“這種選擇力也許十分強烈,這樣基因組才會發(fā)生如此的變化。我們一直無法證明這一點,但這并不是表示它不存在,只是我們無法證明而已,”Albert說。
U. gibba 也許存在刪除內(nèi)在傾向,而其他植物則傾向于復制-粘貼插入。“這并不是意味著不存在自然選擇原因,只是代表著一些潛在趨勢也許會朝著一個方向,或者其他方向推進。”
最后,Albert表示生物活性并不是等同于生物功能,“DNA是一種化合物,從自然特性上說,它具有某些化學生物學活性,比如能轉(zhuǎn)錄成RNA,但是實際上是否具有功能,還是個問題。”
“現(xiàn)在我們發(fā)現(xiàn)了一個生物,它的基因組中97%是基因及相關的調(diào)控元件,因此這明確的表明,復雜生物并不需要所謂的‘垃圾’DNA”,Albert說,“不過這并不是說這些DNA對于人體來說無用,但這些用處是什么,我們還不清楚。”