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microRNA与遗传稳健性

2006-05-04 13:18 万纹 生物通 阅读 0
核心摘要: 以色列特拉维夫大学的研究人员通过分析多种真核物种的microRNA,发现其前体茎环结构具有显著高于随机RNA序列的遗传变异稳健性。这种过度稳健性并非碱基组成或热力学稳定性的副产物,而是直接进化压力导致的结果,表明适应性稳健性通过进化补偿了低固有稳健性的结构。该研究揭示了miRNA在遗传稳健性中的重要作用,为理解生物体如何应对遗传扰动提供了新视角。

遗传稳健性(Genetic robustness),即表型的不变性,能够使生物体在面对遗传扰动时降低变异的易感性。来自以色列特拉维夫大学(Tel Aviv University)医药系和计算机科学系的研究人员通过分析几种真核物种的microRNA(miRNA),发现与具有相似茎环结构的随机RNA序列相比,miRNA前体的茎环结构(precursor stem–loops)显示出明显更高水平的遗传变异稳健性(mutational robustness)。这一研究成果于4月25日发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。

MicroRNA是一类在进化过程中高度保守的内源性非编码小RNA,广泛存在于真核生物中(近期也在原核生物中发现了RNA沉默系统)。它们是一组保守的不编码蛋白质的短序列RNA。miRNA在从癌症、心脏病到艾滋病的多种疾病中发挥作用,且有间接证据表明,从人类基因组中删除两个miRNA可能导致白血病。据推测,miRNA能够调节人类三分之一的基因。

近年来,许多研究聚焦于大范围生物系统中遗传稳健性的起源、机制及后果。尽管变异稳健性在自然界中看似普遍,但其进化根源仍不清楚:稳健性究竟是由自然选择直接进化而来,还是仅仅作为其他表型特征的副产物?以色列研究人员通过检查几种真核物种的miRNA,发现与具有相似茎环结构的随机RNA序列相比,miRNA前体的茎环结构显示出显著更高的变异稳健性。因此,他们认为这种过度的稳健性超越了茎环发夹结构的内在稳健性(intrinsic robustness)。此外,研究人员还发现这种特性并非碱基组成偏好性或热力学稳定性的副产物。这表明miRNA茎环结构过度的稳健性是朝着增加稳健性方向的直接进化压力导致的结果,进一步证明了这种适应性稳健性(adaptive robustness)通过进化来补偿具有较低固有稳健性的结构。

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