近年來，生物學界的一項重大發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了遺傳信息傳遞的傳統(tǒng)框架——“中心法則”。哥倫比亞大學的研究人員在最新研究中揭示了細菌如何打破這一規(guī)則，通過一種獨特的逆轉(zhuǎn)錄酶系統(tǒng)，以非編碼RNA為模板生成新基因，這一發(fā)現(xiàn)不僅揭示了“隱藏基因”的存在，還對基因組學和遺傳學產(chǎn)生了深遠影響。

 

研究背景與中心法則的補充

自1958年弗朗西斯·克里克提出“中心法則”以來，DNA到RNA再到蛋白質(zhì)的線性遺傳信息傳遞路徑被認為是生命活動的基本法則。然而，1970年科學家們在病毒中發(fā)現(xiàn)的逆轉(zhuǎn)錄酶，首次證明了RNA到DNA的逆向流動，為中心法則添加了重要補充。

 

細菌中的逆轉(zhuǎn)錄酶新發(fā)現(xiàn)

哥倫比亞大學的研究團隊聚焦于細菌中的防御相關(guān)逆轉(zhuǎn)錄酶（DRT），這一系統(tǒng)包含一個逆轉(zhuǎn)錄酶和一段看似無功能的RNA。研究人員發(fā)現(xiàn)，這種逆轉(zhuǎn)錄酶能夠以非編碼RNA為模板，通過滾環(huán)逆轉(zhuǎn)錄的方式生成長段的DNA序列，這些序列進一步形成了可以編碼蛋白質(zhì)的開放閱讀框（ORF）。

 

Neo基因：細菌的新防御武器

研究團隊將這一新發(fā)現(xiàn)的基因命名為Neo，意指“永無止境的開放閱讀框”。Neo基因在被病毒感染的細菌中會被激活，導致細菌停止分裂，從而有效阻止病毒的復制和傳播。實驗表明，Neo蛋白的毒性作用與其形成的特殊螺旋結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，這些結(jié)構(gòu)在受到破壞時會失去毒性。

 

挑戰(zhàn)中心法則，重塑基因組觀

這項研究不僅揭示了細菌通過RNA模板創(chuàng)造新基因的潛力，還挑戰(zhàn)了基因組DNA線性編碼遺傳信息的傳統(tǒng)觀念。DRT2系統(tǒng)所展現(xiàn)的滾環(huán)逆轉(zhuǎn)錄和Neo蛋白功能，表明細菌在遺傳信息傳遞上擁有比預期更為復雜和靈活的機制。

 

未來展望

隨著對細菌逆轉(zhuǎn)錄酶及其相關(guān)機制研究的深入，我們有望揭示更多關(guān)于生命起源、進化和遺傳調(diào)控的秘密。此外，這一發(fā)現(xiàn)還可能為未來的基因編輯和生物技術(shù)應(yīng)用提供新的思路和方法。

 

結(jié)語

哥倫比亞大學的研究團隊通過這項顛覆性發(fā)現(xiàn)，再次證明了生物學領(lǐng)域的無限可能。細菌以RNA為模板創(chuàng)造新基因的能力，不僅豐富了我們對遺傳信息傳遞的理解，還為我們探索生命的奧秘提供了新的視角和工具(http://www.weberwork.com/sell/l_5/)。