“非编码DNA”并非“垃圾DNA”

wangshuisx

现在是永远抛弃“垃圾DNA”这个术语或将其留给被证明没有用处的DNA的时候了。对于基因组中没有被翻译成蛋白质序列的那些部分，遗传学家喜欢用“非编码DNA”这个不是太武断的术语。关于它在疾病、发育和演化中的重要性有越来越多的证据。尽管如此，我们对作用于其上的演化力量仍然知之甚少。现在，一个最近才开发出的种群遗传方法显示，“黑腹果蝇”的多数非编码DNA要进行适应性演化和纯化选择。让我们吃惊的事情来自对果蝇物种所做的一个比较:物种之间在非编码DNA上的差异的很大一部分是适应性的，多数很可能是由积极选择驱动的。事实上，非编码DNA中有益取代的数量要比蛋白中有益取代的数量大一个数量级。非编码DNA明显包括基因调控中所涉及的顺位作用序列，所以这一发现也许证实了调控演化的巨大的重要性，以前人们只是凭直觉提出调控演化非常重要。
   来自加州大学圣地亚哥分校的研究者Peter  Andolfatto发现果蝇中大部分＂垃圾＂DNA在进化上表现出正选择和负选择的选择趋向，而这两种选择都表明了这些非编码的DNA对于生物体行使功能的重要性。
   Andolfatto分析了果蝇D.melanogaster  X染色体35个编码DNA片段和153个非编码片段的多态性，并将这些片段与D.melanogaster近亲D.  simulans进行了比较。同时Andolfatto比较了DNA同义突变（即不会改变氨基酸序列的密码第三位DNA突变，是无义进化的一个标志）积累频率与非编码DNA突变比率，结果发现D,melanogaster大部分的非编码DNA进化的比较慢：40%内含子，50%基因间区域和60%非翻译区域保守，并且通过进一步的实验，Andolfatto证明这种进化包含了正选择和负选择，即适应性演化和纯化选择。而其中最令人吃惊的是这些非编码DNA上的差异很大一部分是适应性的，多数很可能是由积极选择驱动性的。
   这一发现为非编码DNA正名，让它可以远离垃圾DNA的臭名了，并且也证实了调控进化的重要性。而且更加重要的是一种新的种群遗传方法的发现。