自然|ほとんどの「サイレント」遺伝子変異は有害であり、中立ではありません
1960年代初頭、ミシガン大学の卒業生であるマーシャルニーレンバーグと他の数人の科学者が、生命の遺伝暗号を解読し、DNA分子を特定しました。規則の情報はタンパク質に変換されます。 。
彼らは、タンパク質を構成する20個のアミノ酸のそれぞれを指定するDNA配列の3つの基本単位を特定しました。これは、後にニーレンバーグが他の2人と結合しました。人々はノーベル賞を共有しました。 。
時折、点突然変異と呼ばれる遺伝暗号の単一塩基のスペルミスが発生します。結果として生じるタンパク質配列を変更する点突然変異は非同義突然変異と呼ばれ、タンパク質配列を変更しない点突然変異はサイレントまたは同義突然変異と呼ばれます。
タンパク質をコードするDNA配列の点突然変異の4分の1から3分の1は同義語です。遺伝暗号が解読されて以来、これらの突然変異はしばしば中立またはほぼ中立と見なされてきました。
しかし、2022年6月8日にNature誌にオンラインで公開された研究で、実験室での酵母細胞の遺伝子操作を含む、ミシガン大学の生物学者は、同義の突然変異は非常に有害です。
代表的な酵母遺伝子の同義変異は、ほとんどが強く非中性です。自然、2022 DOI：10.1038 / s41586-022- 04823-w
他の遺伝子や他の生物で真実であることが判明した場合、研究著者のこの声明は強いその場合、ほとんどの同義変異の非中性性は、人間の病気のメカニズム、人口と保全の生物学、および進化生物学の研究に大きな影響を及ぼします。
「1960年代に遺伝暗号が解読されて以来、同義の突然変異は一般に良性と見なされてきました。現在、その見方が間違っていることを証明しています」とMITの教授であるJianzhiZhang氏は述べています。大学の生態学および進化生物学部のマーシャルW.ニーレンバーグ大学。
多くの生物学的結論は、同義の突然変異が中立であるという仮定に依存しているため、それらの無効化には幅広い意味があります。たとえば、同義の突然変異は、病気の原因となる突然変異の研究では無視されることがよくありますが、過小評価されている一般的なメカニズムである可能性があります。
過去10年間で、いくつかの同義の突然変異が中立ではないという証拠が確かにありますの。張と彼の同僚は、この状況が例外なのか規則なのか疑問に思いました。
出芽酵母（Saccharomyces cerevisiae）でこの問題を解決することを選択したのは、生物の生成時間が短く（〜80分）、サイズが小さいため、比較的高速で正確であるためです。多数の同義変異の影響を便利に測定できます。
彼らは、CRISPR / Cas9ゲノム編集を使用して、8,000を超える変異酵母株を作成しました。各株は、研究者が意味のあることに焦点を当てた21の遺伝子の1つに同義の非同一株を持っています。またはナンセンス変異。
次に、各変異株が非変異株と比較してどれだけ速く再生するかを測定することにより、その「適合性」を定量化しました。簡単に言えば、ダーウィンの適応度は、人が持っている子孫の数を指します。この場合、酵母株の繁殖率を測定することで、突然変異が有益であるか、有害であるか、中性であるかがわかりました。
驚いたことに、研究者たちは、同義の突然変異の75.9％が著しく有害であり、1.3％が有意に有益であることを発見しました。
「非中立の同義語変異に関する以前の事実は、氷山の一角に過ぎないことが判明しました」と、研究の筆頭著者で張の大学院研究助手であるXukangShenは述べています。
"また、同義の突然変異が適応度に影響を与えるメカニズムを調査し、少なくとも1つの理由は、同義の突然変異と非同義の突然変異の両方が遺伝子発現レベルを変化させることであることがわかりました。発現効果の大きさは適応度効果を予測することができます。
「しかし、これらの突然変異の数が多いことにショックを受けました。私たちの結果は、同義の突然変異が非同義の突然変異とほぼ同じくらい病気を引き起こす可能性があることを示唆しています。 。重要であり、病原性の同義変異を予測および特定するためのさらなる努力を求める。
U-M主導のチームは、調査結果を酵母に限定する特別な理由はありませんが、調査結果を検証するには、さまざまな生物での確認が必要であると述べました。
- 記事リンク : https://jp.sdqirong.com/article/Naturedaduoshuchenmodejiyintubianshiyouhaideerbushizhongxingde_88679.html
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