Nature：复杂生命难道不需要非编码DNA？

　　

非编码DAN仅占据丝叶狸藻基因组3%的组成成分，这是否证明了对于复杂生命来说，非编码DNA并不需要呢？

生物通报道：自从科学家们首次发现超过95%的人类基因组是由非编码元件组成以来（非编码元件是指不会编码任何特殊蛋白质的DNA片段），他们就一直致力于了解这种所谓的“垃圾”DNA的作用。在过去这几年里，ENCODE项目中的研究人员提出一种新观点，即非编码DNA并不完全没有用处，实际上它们是关键的调控元件，有助于编码DNA完成任务，构成复杂生命的形状及功能。

然而如今一组由多国研究人员组成的研究组提出了不同观点，指出一种称为丝叶狸藻：Ultricularia gibba 即使其基因组中只有3%是非编码DNA，但仍然能生长。

文章的第一作者之一，布法罗大学的一位分子进化生物学家Victor Albert认为U. gibba 讲述了一个奇妙的进化基因组故事，“为什么植物基因组通常都有10-20亿个碱基对，而这种植物只有8200万个碱基对呢？而这两种情况下，植物基本上都具有相同的基因数目。就我看来，这两者都很完美，也都是复杂的植物，那么它们的差别在哪里呢？

差别就在于所谓的“垃圾”DNA元件。U. gibba 在进化方式上采用的方式是：通过连续几代将非编码元件从基因组中剔除掉，由此证明了许多复杂生命，包括人类在内，所具有的大量非编码DNA，并不是复杂生命所必需的。

当然，为什么以及如何丝叶狸藻会在进化过程中丢失这些元件，还是个未解之谜。Albert认为U. gibba 是一种遗传上变化很大的物种，很难找到令它们随着时间的推移变得更小的一些自然选择原因。

“这种选择力也许十分强烈，这样基因组才会发生如此的变化。我们一直无法证明这一点，但这并不是表示它不存在，只是我们无法证明而已，”Albert说。

U. gibba 也许存在删除内在倾向，而其他植物则倾向于复制-粘贴插入。“这并不是意味着不存在自然选择原因，只是代表着一些潜在趋势也许会朝着一个方向，或者其他方向推进。”

最后，Albert表示生物活性并不是等同于生物功能，“DNA是一种化合物，从自然特性上说，它具有某些化学生物学活性，比如能转录成RNA，但是实际上是否具有功能，还是个问题。”

“现在我们发现了一个生物，它的基因组中97%是基因及相关的调控元件，因此这明确的表明，复杂生物并不需要所谓的‘垃圾’DNA”，Albert说，“不过这并不是说这些DNA对于人体来说无用，但这些用处是什么，我们还不清楚。”

（生物通：张迪）

原文检索：

Ibarra-Laclette, E., E. Lyons, G. Hernandez-Guzman, C. A. Perez-Torres, L. Carretero-Paulet, T.-H. Chang, T. Lan, A. J. Welch, M. J. Juarez, J. Simpson, et al. 2013. Architecture and evolution of a minute plant genome. Nature advance online publication(May).