多外顯子(multi-exon)基因的內(nèi)含子(introns)被剪切后,外顯子(exons)必需經(jīng)過重新拼接,。拼接增強(qiáng)區(qū)域(intron-exon boundary[內(nèi)含子-外顯子邊際]的外顯子序列)不僅需要確保拼接正確,,而且由于這些序列落于編碼蛋白的外顯子區(qū),也負(fù)責(zé)編碼特定的氨基酸。研究人員推測(cè)這種雙功能會(huì)影響蛋白的進(jìn)化。
本周最新開架期刊《PLoS Biology》在線版一篇文章報(bào)道說,,Joanna Parmley和Laurence Hurst等探索這種雙功能對(duì)蛋白序列進(jìn)化的影響。研究人員通過比對(duì)小鼠的和人類的基因,,發(fā)現(xiàn)這些區(qū)域受選擇壓力支配,。因此,保守的剪切增強(qiáng)子意味著這些序列以一種低于平均水平的速度進(jìn)化,。除此之外,,研究人員還發(fā)現(xiàn)越小的外顯子(靠近內(nèi)含子-外顯子邊際的核苷越多)進(jìn)化越慢。
除了這種選擇作用,,研究人員發(fā)現(xiàn)這些區(qū)域的核苷是保守的,,有剪接增強(qiáng)子(splice enhancers)的特異性,推測(cè)蛋白的氨基酸不僅依賴于自身的功能,,而且還依賴于更深層次的基因結(jié)構(gòu)和剪接增強(qiáng)子,。
已知蛋白進(jìn)化受其它原因約束:維持細(xì)胞所需、在眾多組織中都有表達(dá)的看家基因(housekeeping genes)進(jìn)化較慢,,不重要的基因進(jìn)化較快,。研究結(jié)果顯示與其它因素相比,落于內(nèi)含子-外顯子邊際附近基因的比例在所有影響蛋白進(jìn)化速度的因素中影響其大,。
Parmley等研究丟失了內(nèi)含子的反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)位基因,發(fā)現(xiàn)這些基因在起初的內(nèi)含子-外顯子邊際附近區(qū)域,,進(jìn)化速度加快,。丟失內(nèi)含子,選擇壓力似乎消失(不再需要剪接增強(qiáng)子),。提示編碼蛋白的多外顯子,,序列不會(huì)因?yàn)槠涔δ芏顑?yōu)化,但是采取了一種折衷策略以滿足兩種角色需要,。
還有其它一些原因可能比蛋白的生物學(xué)功能對(duì)基因進(jìn)化的影響還要大,,處于這種觀點(diǎn),研究人員考慮到基因治療和蛋白工程以及蛋白進(jìn)化,,下一步工作是研究除了剪接增強(qiáng)子區(qū)域,,是否還有其它特征也會(huì)影響編碼區(qū)和非編碼區(qū)基因片段之間區(qū)域所用的核苷和氨基酸。