生物體的復(fù)雜性是由它們的基因編碼的，但這些基因從何而來？據(jù)最新一期《美國國家科學(xué)院院刊》報(bào)道，芬蘭赫爾辛基大學(xué)研究人員解決了圍繞小分子RNA基因(microRNA)起源的懸而未決的問題，并描述了一種創(chuàng)造它們的DNA回文序列的機(jī)制。在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境下，這些回文序列會(huì)進(jìn)化成microRNA基因。

所有的RNA分子都需要回文的堿基序列，以將分子鎖定在其功能構(gòu)象中。重要的是，即使對(duì)于簡單的microRNA基因，隨機(jī)堿基突變逐漸形成這種回文序列的可能性也非常小。因此，這些回文序列的起源一直困擾著研究人員。

芬蘭赫爾辛基大學(xué)生物技術(shù)研究所的專家們描述了一種機(jī)制，可瞬間產(chǎn)生完整的DNA回文序列，并從以前沒有編碼的DNA序列中創(chuàng)造出新的microRNA基因。

研究人員研究了DNA復(fù)制中的錯(cuò)誤，并將其比作“文本打字”。DNA一次復(fù)制一個(gè)堿基，通常情況下，單個(gè)堿基復(fù)制錯(cuò)誤就會(huì)造成突變。他們研究了一種造成更大錯(cuò)誤的機(jī)制，比如從另一個(gè)文本中復(fù)制粘貼文本。

研究人員認(rèn)識(shí)到，DNA復(fù)制錯(cuò)誤有時(shí)可能是有益的。在RNA分子中，相鄰回文序列的堿基可配對(duì)并形成類似發(fā)夾的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)對(duì)RNA分子的功能至關(guān)重要。

研究人員決定將重點(diǎn)放在microRNA基因上，因?yàn)樗鼈兊慕Y(jié)構(gòu)簡單，這些基因非常短，只有幾十個(gè)堿基。它們必須折疊成發(fā)夾結(jié)構(gòu)才能正常工作。通過對(duì)數(shù)十種靈長類動(dòng)物和哺乳動(dòng)物的全基因組的詳細(xì)建模，研究人員發(fā)現(xiàn)，整個(gè)microRNA回文序列是由單一突變事件造成的。

通過關(guān)注人類和其它靈長類動(dòng)物，研究人員證明，新發(fā)現(xiàn)的機(jī)制可解釋至少四分之一的新microRNA基因起源之謎。由于在其他進(jìn)化譜系中也發(fā)現(xiàn)了類似的病例，其起源機(jī)制似乎具有普遍性。研究人員表示，這項(xiàng)研究有助于理解生物生命的基本原理。