酵母“无用”基因具有抗毒稳定性功能

酵母“无用”基因具有抗毒稳定性功能



酵母的染色体大约含有6000个基因，但只有1000个基因是用来维持正常生存的，其余5000个基因并未发现有何明显用处。美国、加拿大的科研人员在进行了超过600万次的测试后发现，这些看似无用的5000个基因，在一些极端环境下竟非常有用处，其中许多基因可大大提高酵母的抗毒稳定性。相关研究成果发表在近期出版的美国《科学》杂志上。

为了研究酵母为什么需要这些基因，最简单的方法是破坏基因的变异或者剔除基因，观察这些变化如何影响酵母的结构和生理表征等。此外还可以进行相反的操作：发现变异后，再研究基因的变化导致的后果。这是遗传学上的常用方法。近年来，由于基因工程的发展，科学家大多使用第一种方法。但以前的研究发现，剔除酵母的基因后无任何变化，也没有降低有机物的生命能力。

怎样解释以前的研究结果？理论认为，环境越稳定，细胞的遗传表现越简单，这正内细胞共生细菌的基因急剧缩减的原因。这个理论解释需要实验验证。

科研人员研究了最具有实验室代表性的酵母细菌，每一个菌株含有一个剔除了的基因。研究样品大约含有6000个杂合菌株，5000个纯合菌株，比杂合菌株少1000个。因为，这1000个基因是生命必需的，即使在非常良好的环境下，剔除这些基因，对酵母也将是致命的。

将上述每一个菌株在不同的非标准环境下测试，并加入化学物质，包括抑制微生物生长的药物，或从环境中消除主要的成分，比如氨基酸或者维生素。每一个杂合菌株在726个不同环境中进行了测试，每一个纯合菌株也在418个不同环境中进行了测试，整项实验的次数超过600万次。实验发现，酵母在非标准环境中的增长可以与正常实验环境下菌株的增长相比。

以前研究发现，19%%的纯合菌株的基因缺陷是致命的，15%%的基因在标准环境下可提高生存能力，66%%的基因无用处。

研究人员此次发现，大多数“无用”基因原来很有用处，它们可以提高酵母的生存能力，暂时还没有表现出用处的205个基因（总数的3%%）也可能在某些地方有用，只是还没被发现。大部分基因表现出对不同毒素的稳定性，其中包括使用过的各种不同药品。