自然界中DNA大大小小，差异巨大的原因是什么？

　　特拉维夫大学(Tel Aviv University)开发的一种新模型为科学问题提供了可能的解决方案，即为什么中性序列(有时被称为“垃圾DNA”)没有从自然界生物的基因组中消除，甚至在数百万年后仍存在于其中。

　　

   

   

Tal Pupko教授

科学家们想了解为什么“垃圾DNA”在数百万年的进化中没有从原始基因组中删除?  

一种新的模型解释了自然界中DNA大小的巨大差异： 

• 与立即从电子邮件中删除的“垃圾邮件”不同，“垃圾DNA”继续存在于自然界的生物中，如细菌、昆虫，甚至是人类等哺乳动物，与原始基因组一起存在，因此基因组在进化过程中不断生长

• “垃圾DNA”隐藏在功能区域，因此缺失很可能会破坏功能DNA，从而被进化所拒绝。

特拉维夫大学(Tel Aviv University)开发的一种新模型为科学问题提供了可能的解决方案，即为什么中性序列(有时被称为“垃圾DNA”)没有从自然界生物的基因组中消除，甚至在数百万年后仍存在于其中。根据研究人员的解释，垃圾DNA通常位于功能DNA附近。垃圾DNA和功能DNA之间的缺失事件很可能会破坏功能区域，因此进化会拒绝它们。该模型有助于理解在自然界中观察到的各种各样的基因组大小．  

研究小组将新模型描述的现象称为“边界诱导选择”。它是在博士生Gil Loewenthal的领导下，在生命科学系Shmunis生物医学和癌症研究学院Tal Pupko教授的实验室中开发的，并与Itay Mayrose教授(特拉维夫大学生命科学系)合作开发的。这项研究发表在《Open Biology》杂志。 

研究人员解释说，在进化过程中，自然界生物的基因组大小会发生变化。例如，一些蝾螈物种的基因组比人类基因组大十倍。  

Pupko教授解释说:“缺失和短插入的比率，简称为‘indels’，通常是通过检测假基因来测量的。假基因是失去功能的基因，其中经常发生突变，包括DNA片段的缺失和插入。在之前的研究中，研究人员发现，在各种生物中，包括细菌、昆虫，甚至是哺乳动物(如人类)，缺失的速度都大于添加的速度。我们试图回答的问题是，当DNA删除事件的概率明显大于DNA添加事件时，基因组是如何不被删除的”。  

博士生Loewenthal说:“我们在DNA水平上提供了不同的进化动力学观点。如前所述，在测量失序率时，会有更多的缺失，但测量是在相当长的假基因序列中进行的。我们声称，在较短的中性片段中，删除可能会删除对生物体功能至关重要的相邻功能片段，因此将被拒绝。我们称这种现象为‘边界诱导选择’。如果是这样的话，当片段很短时，就会有反向偏差，这样插入就会比删除多，因此短的中性片段通常会被保留。在我们的研究中，我们模拟了indels的动态，同时考虑了‘边界诱导选择’的影响，并将模拟结果与人类内含子长度的分布进行了比较(内含子是蛋白质编码基因中间的DNA片段，它们本身不编码蛋白质)。模拟结果与自然界中观察到的内含子长度分布之间得到了很好的匹配，我们能够解释内含子长度分布中的特殊现象，例如内含子长度的巨大变化，以及不像标准钟形曲线的复杂分布形状”。