據eurekalert網站2006年7月19日報道,，新型克隆玉米基因將幫助解答父母代基因經過不同尋常的相互作用后是如何對后代產生持續(xù)影響的。該研究發(fā)現(xiàn)顯示我們可以培育出更好農作物,，并且揭開復雜基因疾病的秘密,。這項新研究發(fā)現(xiàn)另外一種分子，即脫氧核糖核酸的小兄弟核糖核酸是基因相互作用(副突變)中不可缺少的成分,。副突變并不符合正統(tǒng)孟德爾遺傳法則,。
資深研究人員維基?L?錢德勒是美國圖森市亞利桑那州大學第五生物研究院的主管，她說,，“副突變以驚人的速度違背孟德爾遺傳法則,。我們知道副突變存在已經50年了，但是直到現(xiàn)在還沒有人破譯其潛在運作原理”,。在標準遺傳情況下,，后代從他們的父母那里繼承基因，這些基因在孩子和父母的身上表現(xiàn)出同樣的功能,。當副突變產生后,，來自父母的一種基因命令下一代體內的其它基因表現(xiàn)出不同功能。盡管這些發(fā)生副突變的基因的脫氧核糖核酸與父母體內的一樣,，但是它們所表現(xiàn)出來的功能卻不相同,。即使子女沒有從父母那里繼承“專橫”型基因，副突變還是一樣會發(fā)生,。副突變最初是在玉米中發(fā)現(xiàn)的,，后來陸續(xù)在包括哺乳動物在內的其它生物體中發(fā)現(xiàn)。
美國圖森市亞利桑那州大學植物科學及分子和細胞生物學教授錢德勒說,，“在前期研究中我們確定了一種產生副突變所必需的基因?，F(xiàn)在我們已破譯該基因的運作內容。這太令人感到興奮了,，因為它將幫助我們解答副突變運作機理”,。錢德勒的研究首次為我們展現(xiàn)了一種稱之為依賴核糖核酸的核糖核酸聚合酶，這種酶是產生副突變所必需的,。
玉米是美國最具有經濟價值的農作物,。更好地了解植物基因將有助于培育人員開發(fā)出改良農作物物種。了解副突變和類似非孟德爾遺傳現(xiàn)象同樣與人類健康存在聯(lián)系,。人類的一些疾病,，我們知道這些疾病中存在的基因成分，但是卻很難破譯,。非孟德爾遺傳影響可能會幫助我們破譯這些疾病,。
錢德勒說，“父母代基因的相互作用改變子女代體內某種基因的功能將會產生一種非常意想不到的遺傳模式，這種模式將使與人類疾病相關的基因鑒定工作變得錯綜復雜”,。錢德勒和她的同事將在《自然》期刊7月20日版上發(fā)表她們的最新研究成果,。文章的標題、作者名單和研究援助單位將在論文的末尾刊印出來,。美國國家科學基金會,、美國國家衛(wèi)生研究院和霍華?休斯醫(yī)學研究中心為該項研究提供了資助。
錢德載實驗室對一種被稱之為b1的基因進行了研究,，b1決定玉米稈是紫色還是綠色的,。植物的每一種基因都擁有2種復制基因，其中一種來自于父母,?；虼a中有一種類型(等位基因)是紫色色素的。通常,，植物只需要等位基因中一種被稱之為B-I的復制基因,，該復制基因是紫色的。但是是否一種攜帶B-I的植物一定是紫色的還取決于復制伴侶是否攜帶B-I,。如果植物的其它b1等位基因是“副突變”B'變異型，B-I等位基因就會保持隱性,。結果植物往往就是綠色的,。盡管B-I的脫氧核糖核酸并沒有改變，在后代體內保持隱性的B-I等位基因的表現(xiàn)就好像是變了異的B-I一樣,。攜帶B-I的后代大多數時候都是綠色的,，而不是深紫色的。利烏德米拉?西多雷庫是錢德勒實驗室的一名助理研究科學家,，也是該研究論文的作者之一,，他說，“這是不可逆轉的,，它會一直延續(xù)下去”,。
錢德勒和她的同事希望知道B'等位基因在不改變B-I脫核糖核酸的情況下是如何改變B-I功能的。他們已經知道副突變需要副突變協(xié)調1號基因(MOP1)的正常類型,。擁有正常副突變協(xié)調1號基因,、B-I等位基因和B'等位基因的植物大多數最終都會顯綠色。然而擁有2個突變異種副突變協(xié)調1號基因的B-I/B'植物會呈現(xiàn)出紫色,。這些紫色植物看來起好像是紫色抑制B'等位基因不存在一樣,。這表明B'等位基因在令B-I隱性的過程中正常副突變協(xié)調1號基因是必不可少的。
科學家們在一個玉米染色體中標記下副突變協(xié)調1號基因的位置,，然后對該基因進行克隆,。副突變仲裁1號基因能夠制造出一種稱之為依賴核糖核酸的核糖核酸聚合酶的酶。突變后的副突變協(xié)調1號基因卻不能制造這種酶,。研究小組以前一直懷疑是核糖核酸扮演著這種角色,，核糖核酸協(xié)調脫氧核糖核酸與細胞蛋白質制造機之間的信息傳輸,。這項新研究獲得核糖核酸涉及副突變的最強有力證據。
研究人員猜測副突變協(xié)調1號基因放大了來自B-I和B'等位基因關鍵區(qū)域的核糖核酸信號,。該關鍵區(qū)域是一個重復了7遍的特有脫氧核糖核酸序列,。研究人員還猜想，許多核糖核酸分子將B-I和B'等位基因隱性,。錢德勒說,，“這太令人興奮了，因為這是核糖核酸的一種新角色”,。研究人員正在進行的下一步計劃就是正確破譯出核糖核酸是如何抑制b1基因,，及那些停止命令是如何如實地在沒有發(fā)生脫氧核糖核酸變異的情況下傳遞給下一代的。
