
"垃圾DNA"的概念源自上世紀(jì)70年代,用來形容基因組中不是編碼蛋白質(zhì)的DNA序列,在學(xué)術(shù)上被稱為非編碼DNA序列。
非編碼DNA"開關(guān)說"究竟是個啥?
科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),人類基因組中包含多達400萬個基因開關(guān)和功能調(diào)節(jié)因子,它們的載體便是"垃圾DNA"。這強烈地沖擊了"DNA序列=生物性狀"的傳統(tǒng)觀點。每個基因?qū)?yīng)著差不多200種調(diào)節(jié)方式,而不同的調(diào)節(jié)方式又決定著生物性狀的差異,從這一角度出發(fā),形成了這樣一種理解:真正影響生物性狀的或生物精髓的就不該是DNA序列,而是那些豐富的調(diào)節(jié)方式。
這一發(fā)現(xiàn)為人類認(rèn)識疾病提供了新的思路。疾病的發(fā)生,也許并不是某些基因的缺陷,而是復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)了紊亂;人與人個體的差異,恰恰也是源于這種調(diào)控網(wǎng)絡(luò)間的差異。因此,同一種手段去干擾這種網(wǎng)絡(luò),自然會得到不同的結(jié)果。伴隨著這種機制的逐漸揭示,個體化醫(yī)療也將必然走進人們的視野中,疾病預(yù)測和治療手段也將更加個性化、精確化。
非編碼DNA的保護作用
常州大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程與健康科學(xué)研究院的邱啟華教授利用前人的實驗數(shù)據(jù)和詳實確鑿的證據(jù),分別從抵抗輻射和外源核酸入侵所引起的DNA損傷的角度,闡述了非編碼DNA在對基因組和編碼DNA的保護中起著重要的作用,首次提出了非編碼DNA保護基因組和編碼DNA的觀點。
這一觀點認(rèn)為,在細胞受到輻射時,編碼DNA受到了非編碼DNA的雙重保護:阻擋和排出。在細胞受到輻射時,因為水分的存在,輻射的能量在細胞質(zhì)里產(chǎn)生自由基。當(dāng)輻射能量和自由基穿過細胞核時,處于外周的非編碼DNA組成的異染色質(zhì)會產(chǎn)生屏蔽效果,從而減少輻射能量和自由基對蛋白質(zhì)編碼DNA的損傷;同時,自由基在非編碼DNA區(qū)域所產(chǎn)生的DNA損傷,則會以"染色體外環(huán)形DNA"的形式,排到細胞質(zhì)里,被核酸酶降解。
此外,細胞在抵御外源核酸的入侵如病毒感染時,病毒核酸在受到上述策略的抵抗之前,它們可能在細胞質(zhì)里受到非編碼DNA所產(chǎn)生的小分子RNA干擾,如被降解和失活等。因此,在細胞受到病毒感染時,編碼DNA受到非編碼DNA的三重保護:"長程的"小分子RNA的降解和失活(在細胞質(zhì)),"短程的"保鏢阻擋以及排出(在細胞核)。從這一角度來說,"垃圾DNA"或是編碼DNA的"保鏢"。
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