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2018年05月16日 来源:百道网
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【百道编按】重庆出版社出版的《垃圾DNA》,从非基因的视角解读生命,开启基因组中暗物质的发现与探索。《垃圾DNA》对“垃圾DNA”进行了解读,指出生命是非常复杂的过程,既包括个体间DNA序列变异、定向和随机,又包含表观遗传修饰、片段交互、其他蛋白结合以及环境影响。该书具有很强的科学性和新颖性,可作为生物学、医学和遗传学等学科的学生及科研人员拓展知识的学习材料。
《垃圾DNA》
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出版社:重庆出版社
作者:(英)内莎·凯里(Nessa Carey)
译者:贾乙 王亚菲
出版时间:2017年03月
重庆出版社出版的《垃圾DNA》是《遗传的革命》的续篇,从非基因的视角解读生命,开启基因组中暗物质的发现与探索。具有很强的科学性和新颖性,可作为生物学、医学和遗传学等学科的学生及科研人员拓展知识的学习材料。
本书作者内莎·凯里,是爱丁堡大学病毒学博士,曾任英国伦敦帝国学院分子生物学高级讲师。她在生物技术和制药领域工作了13年,现在是英国伦敦帝国学院客座教授。她的学习背景非常丰富:免疫学学士、病毒学博士、人类遗传学博士后和分子生物学教授。复合的学术背景让她比普通专攻一门的研究者有更广泛的眼界和行业经验,同时从女性视角观察和描述问题也让她的著作更加细腻、容易理解。著有畅销书《遗传的革命》等。
《垃圾DNA》这本书全面介绍了“垃圾DNA”,也就是“非蛋白编码DNA”的涵义,及其与遗传性疾病、病毒感染、哺乳动物性别和进化的关系。为证明“垃圾DNA”在基因表达的调控中起着重要且多样的作用提供了不可辩驳的证据。
内莎·凯里认为,基因突变的重要性并不在DNA本身的改变,而在于它们导致的后果。我们知道DNA是一种字母顺序,由A、C、G、T四种碱基构成。而蛋白质则是根据基因按照特定顺序拼合组成的分子,它们在细胞中具有各种各样的功能,例如胰岛素、血红蛋白等。通俗的说,基因是图纸,RNA是转换工具,蛋白质是通过RNA工具产生的成品。当图纸发生了不同的改变,则产生不同的蛋白质成品。
过去,对于遗传性疾病的研究结果很难获得,但在2001年人类基因组测序结果发表后变得简单了许多。基因组指我们细胞里面的全部DNA序列。通过基因组计划,我们知道了所有基因之间的相互位置和序列,对于罕见遗传病的突变查找变得更加便捷。然而,与此同时科学家们却发现,在人类的DNA中仅有2%作为有效基因构建蛋白质,剩下的98%用来干什么呢?在本书中,它们统称为“垃圾DNA”。
研究发现那2%的“图纸”基因并不是由连续的DNA构成的,而是被98%的垃圾DNA包裹其中,如同组成一句话的字被打散放在字典里,当你要说出“我爱你”的时候,要从中挑选出来,这就导致分析人类序列基因时产生了一个巨大的问题:既然没有用,为什么还要存在呢?
通过对酵母和蠕虫之类的简单生物进化为鸟和哺乳动物这样的复杂生物的研究,一项针对基因组进行的广泛比较研究显示,问题的答案可能就隐藏在生物的垃圾DNA中。生物越复杂,其携带的垃圾DNA就越多,而恰恰是这些没有编码的“垃圾DNA”帮助高等生物进化出了复杂的机体。
研究者提出存在假说之一“隔离理论”:由于“图纸”基因非常重要,在各种潜在刺激下(例如核辐射、药物毒性等),通过降低重要DNA的比例起到降低突变率的保护作用。除此之外,在精子与卵子交换染色体片段时,通过简单而重复的基因片段实现定位,对于亲子鉴定、法医学识别有着不可磨灭的重要作用。
同时端粒DNA帮助维持稳定的蛋白质结合。实际上端粒DNA是垃圾DNA及其相关蛋白质的结合体。每次细胞分裂,复制相同的染色体,但并不会复制端粒,因此端粒是一个不断缩短的生物钟。照顾染色体末端的重任完全依靠垃圾DNA。通过对端粒长度的研究发现,肥胖与吸烟影响寿命接近10年。因此科学家建议,为了健康,请谨慎选择你的生活方式。
内莎·凯里认为垃圾DNA对于女性繁殖具有重要意义,垃圾DNA使X染色体失活,实现生命进程的传递,一旦垃圾DNA调控失灵,就会出现唐氏综合征等遗传疾病。神经中枢同样受垃圾DNA影响,研究发现,垃圾DNA是基因组管理的推动者和优化者,而在过去并没有认识到这一重要性。
2012年,ENCODE课题横空出世,这是走向“垃圾DNA”的大科学。该项目投资2.5亿美元,并鉴定出了大量的潜在功能元件。内莎·凯里表示,在检测到与疾病相关的DNA后,需要非常小心,实际可能导致变异的是旁边的基因组,当前产生变异形状的基因不过是殃及池鱼。
《垃圾DNA》一书受到《出版商周刊》《新科学家》的联合推荐,并入选2017 百道好书榜年榜·社科类 TOP100。
《垃圾DNA》对“垃圾DNA”进行了解读,指出生命是非常复杂的过程,既包括个体间DNA序列变异、定向和随机,又包含表观遗传修饰、片段交互、其他蛋白结合以及环境影响。并不是所有的垃圾DNA都有用,可能有些垃圾真的是基因组中的垃圾,不参与任何生命功能,甚至有时候还会捣乱;也有些看起来是没有用的,经过特定的刺激产生意想不到的作用。DNA是生命的密码,如同宇宙星辰般浩瀚。当我们不断地去了解研究,才能感受到黑暗中的一丝亮光,书写人类的福祉。
(本文编辑:木舟)
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