生物谷報道:多外顯子(multi-exon)基因的內含子(introns)被剪切后,,外顯子(exons)必需經過重新拼接。拼接增強區(qū)域(intron-exon boundary[內含子-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),,也負責編碼特定的氨基酸。研究人員推測這種雙功能會影響蛋白的進化,。
本周最新開架期刊《PLoS Biology》在線版一篇文章報道說,,Joanna Parmley和Laurence Hurst等探索這種雙功能對蛋白序列進化的影響。研究人員通過比對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,保守的剪切增強子意味著這些序列以一種低于平均水平的速度進化,。除此之外,,研究人員還發(fā)現(xiàn)越小的外顯子(靠近內含子-外顯子邊際的核苷越多)進化越慢。
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,,有剪接增強子(splice enhancers)的特異性,,推測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構和剪接增強子,。
已知蛋白進化受其它原因約束:維持細胞所需,、在眾多組織中都有表達的看家基因(housekeeping genes)進化較慢,不重要的基因進化較快,。研究結果顯示與其它因素相比,,落于內含子-外顯子邊際附近基因的比例在所有影響蛋白進化速度的因素中影響其大。
Parmley等研究丟失了內含子的反轉錄轉位基因,,發(fā)現(xiàn)這些基因在起初的內含子-外顯子邊際附近區(qū)域,,進化速度加快。丟失內含子,,選擇壓力似乎消失(不再需要剪接增強子),。提示編碼蛋白的多外顯子,序列不會因為其功能而最優(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功能對基因進化的影響還要大,處于這種觀點,,研究人員考慮到基因治療和蛋白工程以及蛋白進化,,下一步工作是研究除了剪接增強子區(qū)域,是否還有其它特征也會影響編碼區(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,。