基因组这部由30亿个DNA碱基字母写成的巨著,你了解多少?

宁波市海曙区图书馆

同义突变是否会对生物体造成不良影响,这在科学领域引发了众多讨论。2022年,一项关于酵母的研究发现,同义突变通常是不利的。然而,针对人类细胞的研究却得出了完全相反的结论。这种差异背后所蕴含的神秘之处,确实值得我们深入研究和探讨。

酵母研究惊爆观点

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2022年,科学家对酵母(Saccharomyces cerevisiae)进行了细致的探究,他们的发现如同重磅炸弹,瞬间引发了广泛的关注。研究揭示,和那些导致氨基酸变化的突变类似,同义突变同样会对细胞造成损伤。这一观点在科学领域引起了广泛的关注,它颠覆了人们对同义突变的传统理解,推动了对同义突变功能的研究进入了一个崭新的阶段。

人类细胞精确筛选

为了更好地探究人类细胞中同义突变的影响,研究团队研发并运用了一套基因编辑技术为基础的系统。他们对这套系统内大约三十万个同义突变进行了周密且细致的挑选和剖析。众所周知,人类基因组由大约三十亿个碱基对构成,若想精确地检测数千个单独碱基突变的功能,其难度之大,简直就像在广阔的海洋中寻找一根细针。尽管遇到了巨大的挑战,研究人员没有选择放弃,他们坚定地继续努力,最终勇敢地完成了这项极为艰巨的任务。

结果差异令人深思

研究结果显示,人体细胞内,同义变异带来的影响远远小于非同义变异。比如,无义变异和移码变异对细胞的存活极为不利,而同义变异在大多数情况下对功能的影响相对较小。这一发现清楚地表明,酵母实验的结论并不能直接应用于人类,同时也解决了关于同义变异功能作用的长期科学争议。

预测方法积极探索

既然结果已经揭晓,只有极少数的同义变异可能成为“潜在威胁”,那么我们面临的关键问题便是如何预判哪些同义变异可能对功能造成影响。为了攻克这一难题,研究人员选取了PRESENT筛选出的数据,将其作为学习素材,用于训练DS Finder模型。在分析过程中,我们需要考虑基因表达的强弱、密码子第三位碱基对的配对模式、以及突变对密码子使用频率的影响等因素,这些都是判断突变是否可能造成危害的关键依据。

突变机制深刻剖析

某些同义突变可能引发严重后果,例如,若突变在编码区内部意外地生成了新的剪接供体位点,这会使细胞的剪接机制无法识别,进而产生错误的剪接产物。此外,研究还显示,某些突变会显著改变mRNA起始密码子周围的局部结构,并通过多种途径干扰细胞的正常功能。

临床应用前景无限

利用PRESENT实验筛选系统和DS Finder预测工具,我们能在海量的临床基因数据库中,筛选出那些可能被误判为致病的同义变异。这一研究为人类同义变异的功能特性勾勒出了明确框架,指出大部分同义变异并无害,然而,那些极少数的“特殊变异”却不容忽视。

这项研究具有深远影响,它不仅澄清了科学领域的争议,还为后续研究提供了指引。展望未来,这些技术有望在基因科学中带来哪些新的进展?期待大家在评论区发表你们的见解,别忘了点赞和分享这篇文章。