基因組中是否存在著這樣一些禁用序列(forbidden sequence)——與生命活動(dòng)格格不入的有害序列,?至少有一個(gè)研究小組是這么認(rèn)為的,。不像絕大多數(shù)的基因組測(cè)序計(jì)劃那樣去探索進(jìn)化中保守的基因序列,他們的研究目標(biāo)卻是在搜索 “原始子”(*):威脅生命活動(dòng)的DNA序列或氨基酸鏈,。
“像是在大海里找不知長(zhǎng)相的細(xì)針一樣,,”伯依斯州立大學(xué)(美國(guó)愛達(dá)荷州)的遺傳學(xué)教授Greg Hampikian(項(xiàng)目負(fù)責(zé)人)介紹,“但肯定會(huì)有一些DNA或蛋白質(zhì)序列與生命活動(dòng)不相稱,,如它們可能會(huì)與一些關(guān)鍵的細(xì)胞成分結(jié)合,,從而被信號(hào)通路或是代謝通路之類的摒棄了。它們可能對(duì)一些物種有害,,而對(duì)其他物種無(wú)害,。我們需要做的就是將這些序列挖掘出來。”
為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo),,Hampikian和他的同事Tim Anderson開發(fā)了一套軟件,,用于計(jì)算和搜索所有可能的核苷酸序列。定好序列的長(zhǎng)度后,,就用這個(gè)軟件掃描一些序列的數(shù)據(jù)庫(kù),,如美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院(National Institutes of Health)的Genbank,希望從中發(fā)現(xiàn)一些世上“不存在”的最小序列,。他們將只存在于部分物種中的序列稱作“無(wú)效子”(**),,在任何生物中都不存在的序列稱為“原始子”。
Hampikian研究隊(duì)伍有意尋找這種最短的但極為罕見的序列,,這樣可以盡可能地排除一些偶然因素造成的序列缺失,,因?yàn)殚L(zhǎng)序列容易被打斷、拆散,。至今為止,,他們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了86條長(zhǎng)度為11個(gè)核苷酸的序列,這些序列在人類中從未有過報(bào)道。
同時(shí),,他們還識(shí)別出了6萬(wàn)多條15個(gè)核苷酸長(zhǎng)度的原始子,,746條5個(gè)氨基酸長(zhǎng)度的“原始肽”(***),它們?cè)谌魏紊镏卸紱]有報(bào)道過,。“我們建立的這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)涵蓋了所有可能的致命性序列” Hampikian自信地說,。他希望隨著數(shù)據(jù)庫(kù)信息的不斷補(bǔ)充,可以排除一些假陽(yáng)性序列,。本周,,他將在夏威夷茂伊島召開的太平洋生物計(jì)算討論會(huì)(****)上展示他的研究成果。
這些序列究竟有沒有重要的生物學(xué)意義還不清楚,,但研究者已經(jīng)想好了接下來要做的事情:把20條原始肽引入細(xì)菌,、人類細(xì)胞中,以觀察它們是否具有致死性或者激起免疫系統(tǒng)的反應(yīng),。順著科研思路,,Hampikian建議接下去的實(shí)驗(yàn)還可能會(huì)開展一些有關(guān)“自殺基因”(suicide gene)構(gòu)建的工作,讓這些基因編碼致死的氨基酸原始子,。“我們可能會(huì)設(shè)計(jì)一些遺傳修飾的生物體,,如果‘自殺基因’果真能編碼出有害的蛋白,那么生物體肯定會(huì)表現(xiàn)出異常癥狀”,。
Hampikian對(duì)他工作的應(yīng)用非常樂觀,。他已經(jīng)從美國(guó)國(guó)防部獲得1百萬(wàn)美金的經(jīng)費(fèi)支持用以開發(fā)出一套DNA“安全標(biāo)簽”(safety tag)——供法院作為裁定罪犯的參考證據(jù)。“這些標(biāo)簽可能并不會(huì)致死,,但是原始子會(huì)讓不同個(gè)體間的差異輕而易舉地顯現(xiàn),。”
英文詞匯:
*原始子:英文的用詞為prime。查閱英文字典,,發(fā)現(xiàn)若譯為“精華”可能不符合原作者的真實(shí)意圖,,所以取意為“最早的部分”來理解,因?yàn)檫@些有害序列可能在生物體進(jìn)化早期就已存在,,但自然選擇的壓力迫使它們消失,。譯者略作修飾譯為“原始子”。如果讀者有更好的翻譯,,可與本站聯(lián)系,。
**無(wú)效子:英文的用詞為nullomer。
***原始肽:英文的用詞為peptoprime,。
****Pacific Symposium on Biocomputing,PSB