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所有生物都有DNA这是提供生命蓝图的遗传物质

所有生物都有DNA,这是提供生命蓝图的遗传物质。人体细胞中长双螺旋状的DNA分子首先被翻译成RNA分子,然后被翻译成确保细胞和整个生物体功能的蛋白质。但是,有很大一部分DNA没有用于制造蛋白质。之所以称其为“垃圾DNA”,是因为其功能长期以来仍不清楚。但是,现在已经证明,在蚊子中发现的某种类型的垃圾DNA会重复数十次,称为“卫星DNA”,它在蚊子胚胎的早期发育中起着至关重要的作用。

拉德布德大学医学中心的研究人员在科学杂志《自然》上发表了他们的发现。

早期发展

所有动物-但在本研究中特别是黄热蚊埃及伊蚊-由形成不同组织和器官的多种细胞类型组成,所有细胞类型均来自单个受精卵。这是一个复杂的过程。为了确保受精卵成功发育成胚胎,母亲不仅提供了一半的遗传DNA,而且还为卵提供了额外的蛋白质和RNA。

这些RNA和蛋白质是必不可少的添加物,因为这些分子指导受精卵的首次细胞分裂。只有在发生许多细胞分裂后,才可能产生蚊子的蛋白质和RNA,从而促使它们进一步发展。同时,必须及时分解母亲添加的蛋白质和RNA,以免干扰随后的蚊子发育。

编配RNA

事实证明,新生蚊子胚胎中的某些卫星DNA负责母体RNA的分解。但这如何工作?Ronald van Rij教授实验室的研究人员主要是其中的博士学位候选人丽贝卡·哈尔巴赫(Rebecca Halbach),他们发现,口吃的DNA产生了两个小RNA分子。这发生在蚊子胚胎发育的最早阶段。但是,这些小RNA分子不会产生任何蛋白质。这些RNA调节确实编码蛋白质的其他RNA片段的活性。在这种情况下,它们将与母亲的RNA分子结合,然后将其分解。这一步至关重要,以至于缺少这些“调节性RNA”会导致母亲的RNA分子继续存在,

卫星和恐龙

Van Rij强调了这项研究的非凡之处:“在这项研究中,我们做出了一些完全出乎意料的发现。尽管六十多年来首次发现了卫星DNA,但对其功能的了解却很少。在这项研究中,我们发现它实际上具有在开发的关键阶段具有非常重要的功能。”

从进化的角度来看,该机制还很古老。范·里杰(Van Rij):“我们与瓦赫宁根大学的研究人员一起检查了一大批蚊子物种。这表明我们这种卫星DNA和特定的调控RNA起源于大约2亿年前,即三叠纪晚期。我认为这些小RNA这么长时间保持不变是一件很棒的事情,这也特别表明它们具有重要的功能。”

从蚊子到人类?

不同动物物种的胚胎发育的第一步之间有明显的相似性,但是在分子水平上存在很大差异。在人类中找不到这种特殊的口吃DNA,但是其他卫星DNA可能在人类或其他动物的胚胎发育中起作用。

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