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暗蛋白质组调查揭示数千种新的人类基因,挑战传统基因定义

作者:软荐小编      2024-11-27 09:02:41     176

据11月26日(周二)消息,国外知名科学网站主要内容如下:

《科学》网站()

“黑暗蛋白质组”调查揭示了数千个新的人类基因

20多年前,当人类基因组首次测序时,科学家发现基因数量比预期少得多,仅为一些人预测的三分之一。不到 30,000 个基因及其编码的蛋白质似乎支持人体的构建和功能。最近的统计数据将这一数字进一步缩小至约 20,000 人。然而,密歇根大学医学院的一个研究小组通过一项名为“暗蛋白质组”的新系统分析发现,基因组中被忽视的片段实际上包含数千个非传统基因,这些基因编码的蛋白质比常规蛋白质更短。

基因的传统定义通常包括称为开放阅读框(ORF)的长DNA序列。 ORF 提供启动和停止信号,指导细胞转录并生成信使 RNA,然后将其传递到细胞的“工厂”核糖体,核糖体根据 RNA 信息将氨基酸组装成蛋白质。典型的 ORF 前面通常有一个吸引转录蛋白的 DNA 片段。对于大多数研究人员来说,只有编码至少 100 个氨基酸的 ORF 才被视为基因。

然而,研究酵母、蛇和人类等多种物种的生物学家发现了许多非规范的 ORF。这些ORF通常缺少传统的起始片段,并且比标准ORF短得多,但它们仍然可以转录成RNA。一种称为核糖体分析或核糖序列分析的新方法表明,许多转录的 RNA 能够附着在核糖体上,并有可能被翻译成氨基酸短链,甚至少于 12 个氨基酸的微小蛋白质。

到 2022 年,研究人员在人类基因组中发现了 7,264 个非规范 ORF。利用人类蛋白质组组织和质谱蛋白质组数据库 PeptideAtlas,他们证明这些 ORF 确实能够制造蛋白质。在统计的7264个非规范ORF中,有四分之一被确认能够产生蛋白质,总数约为3000个。此外,由于一个ORF可以多种方式解释,因此它可能编码多种蛋白质。

这些新发现的基因及其蛋白质产物可能对人类生物学的各个领域产生颠覆性影响,并加速医学研究的进步。例如,发现的一个新基因会产生一种微小的蛋白质,这种蛋白质似乎在儿童癌症的发展中发挥着关键作用。该研究已发表在预印本平台bioRxiv上。

《每日科学》网站()

1.科学家发现利用阳光回收黑色塑料的新方法

不同类型和颜色的塑料回收难度差异很大。近日,美国康奈尔大学和普林斯顿大学的研究人员在化学期刊《ACS Central Science》上发表了一项研究,展示了一种使用黑色塑料添加剂并利用太阳光或白光LED将黑色和彩色结合起来的方法。将苯乙烯废物转化为可重复使用原料的新方法。

这种新兴的塑料回收策略的工作原理是用光分解塑料,产生可回收利用的化学物质来制造新产品。实现这一过程需要一种辅助化合物,将光能转化为热量,从而破坏聚合物的分子键。研究小组发现,在黑色聚苯乙烯废料中发现的炭黑添加剂可以填补这一角色。炭黑不仅有效,而且可以直接融入回收材料中,从而消除额外废物的产生。

研究人员测试了一种实验室制造的黑色聚苯乙烯的回收方法:将聚苯乙烯与炭黑混合并研磨成粉末,放入密封玻璃瓶中并暴露在高强度LED白光下30分钟。 。炭黑将光能转化为热能,使聚苯乙烯分解成单苯乙烯、二苯乙烯和三苯乙烯单元的混合物,然后在反应装置中完全分离。在实验中,团队还成功将剩余的炭黑和苯乙烯单体回收成聚苯乙烯,验证了该方法的回收可持续性。

2. 苹果树高产遗传秘密揭晓

苹果是世界上最具经济价值的水果作物之一,在100多个国家广泛种植。一些苹果树自然会产生紧凑的“刺”品种,这些品种不仅产量更高,而且更易于管理。然而,这一性状背后的遗传机制尚未阐明。

由美国博伊斯汤普森研究所(BTI)领导的国际研究小组首次绘制了受欢迎的富士苹果的“全阶段”基因组图谱。这个基因蓝图清楚地区分了父系和母系的遗传。

研究小组分析了 74 个无性繁殖的富士苹果品种,发现了显着的体细胞变异。这些变异是在苹果树的一生中发生的突变,并且不会遗传。体细胞突变可以导致新的特征,例如树木过早成熟或表现出多刺的生长结构。

关键的发现集中在一个名为 MdTCP11 的基因上,它的作用就像一个控制树结构的“生长开关”。研究表明,紧凑的苹果树在该基因附近的 DNA 中有一个小但重要的缺失,这导致基因活性增加,导致树枝更短,树形更紧凑。此外,与标准品种相比,多刺品种的 DNA 甲基化水平较低。甲基化水平的降低进一步激活了 MdTCP11 基因并增强了多刺特征。

这一发现对于苹果育种具有重要意义。掌握这些遗传性状将有助于育种者开发新品种,将紧凑的生长与其他理想的性状结合起来,例如更强的抗病性和更高的产量。

《赛特科技日报》网站()

1. 失落的基因秘密:古代DNA揭示了欧洲隐藏的进化

德克萨斯大学奥斯汀分校和加州大学洛杉矶分校的研究人员通过对古代人类骨骼遗骸 DNA 的新统计分析,揭示了关于过去 7000 年来古代欧洲人如何适应环境的新见解。研究结果发表在《自然通讯》杂志上。

研究小组分析了来自欧洲和现代俄罗斯部分地区考古遗址的 700 多个样本,时间跨度从新石器时代(约 8,500 年前)到罗马时期晚期(约 1,300 年前)。这项研究发现了自然选择的痕迹,即基因对环境压力的适应,而这些痕迹在现代欧洲人的 DNA 中已无法检测到。这些发现不仅为古代生命提供了新的见解,而且还揭示了过去一些有利于生存和健康的遗传特征是如何随着时间的推移而消失的。

研究小组使用了一种新的统计方法,特别适合分析古代DNA数据。该技术比传统方法更有效地检测自然选择的证据。研究人员将样本分为四个时期:新石器时代、青铜时代、铁器时代和历史时期,使他们能够追踪随着生活方式转变(例如从狩猎采集到农业)的基因变化。

该研究确定了基因组中的 14 个区域在上述时期经历了显着的自然选择。例如,早期欧洲人对与维生素 D 产生和成年人消化牛奶的能力相关的基因表现出明显的选择迹象,但这些特征直到最近的历史时期才变得重要。浅色皮肤可能有助于早期农民在阳光较少的气候下更好地生产维生素 D,而一旦奶牛养殖在欧洲普及,消化牛奶的能力就成为重要的营养适应优势。

2. 可能有毒:科学家在美国饮用水中发现神秘化合物

美国和瑞士的研究人员报告称,在经过氯胺处理的饮用水中发现了一种以前未知的化合物。无机氯胺通常用于对饮用水进行消毒,以预防霍乱和伤寒等传染病。目前,超过 1.13 亿美国人饮用经过氯胺处理的水。

研究人员鉴定出了新发现的化合物“氯酰胺阴离子”(化学式:Cl-N-NO2⁻),它是无机氯胺分解的最终产物。尽管这种化合物的毒性尚未确定,但由于其普遍存在且与其他已知有毒化合物相似,科学家认为有必要进行进一步研究以评估其对公共健康的潜在风险。简单地鉴定出这种化合物就是一项重大的科学突破。

该研究发表在《科学》杂志上。尽管科学家几十年前就知道这种化合物的存在,但其化学结构尚未阐明。一位研究饮用水消毒化学成分的专家指出:“我们知道,水消毒过程中会产生一些有毒物质。过去几十年来,有些人可能因为喝水而患上了癌症,但我们还没有发现。”确定哪些化学物质是造成这些风险的原因。”

氯酰胺阴离子的成功鉴定标志着朝着这一目标迈出了重要的一步。未来,学术界和监管机构将评估它是否与癌症有关或构成其他健康风险。这一发现也为综合毒性研究奠定了基础。 (刘纯)

_外媒美国互联网在中国_饮用水中的化学

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