生存在日本溫泉中的一種嗜熱細菌或許可解開高等複雜生物體(ti) 早期進化的謎團,並可能成為(wei) 21世紀生物燃料的關(guan) 鍵。相關(guan) 研究報告發表在《公共科學圖書(shu) 館·生物學》雜誌上。
分子生物學教授艾倫(lun) ·蘭(lan) 博維茲(zi) 介紹說,內(nei) 含子是進化過程中的一種神秘元素。直到20世紀70年代,各界都普遍認為(wei) 所有生物體(ti) 內(nei) 的基因都是連續的,其由此能組成一個(ge) 連續的RNA(核糖核酸),並可被翻譯成連續的蛋白質。然而,包括人類在內(nei) 的大多數高等真核生物並未遵循上述猜想。反之,高等生物大部分的基因都是不連續的,其由DNA(脫氧核糖核酸)編碼區域組成,中間則由內(nei) 含子隔開。
為(wei) 了更好地了解內(nei) 含子的早期曆史,科研人員將此次的研究的重點放在細菌上,因為(wei) 他們(men) 相信細菌是內(nei) 含子進化的源頭。作為(wei) *已知的增殖原理與(yu) 高等生物十分相似的細菌,科學家對細長聚球藻(藻青菌的一種)著重進行了研究。
生物化學家格奧爾格·摩爾表示:“我們(men) 並不能回溯至10億(yi) 多年前去觀察早期真核生物中的內(nei) 含子是怎樣增值的,但我們(men) 能夠探究允許內(nei) 含子在這些生物中增殖的機理,並嚐試推斷它們(men) 在真核生物中進化的過程。"
在對機理的研究過程中,科學家認定高溫在內(nei) 含子的增殖過程中扮演了關(guan) 鍵的角色。如嗜熱細菌所處的溫泉,就可解開基因組中的DNA鏈,使內(nei) 含子能夠更輕易地嵌入基因組中。
蘭(lan) 博維茲(zi) 表示,由於(yu) 地球在十多億(yi) 年前正處於(yu) 高溫環境,且是早期真核生物出現的時段,因此DNA解鏈的證據對於(yu) 設想早期真核生物如何增殖來說具有相當意義(yi) 。這些生物zui初或許隻含有小部分內(nei) 含子,但隨著時間推移,高溫可促使內(nei) 含子快速地增殖。
而對於(yu) 細長聚球藻中的內(nei) 含子進行探索,或許也可為(wei) 利用嗜熱細菌來提升生物燃料效能的研究者提供意外的幫助。嗜熱細菌十分善於(yu) 將纖維素轉化為(wei) 乙醇,但其在基因操控領域卻十分棘手。而嗜熱內(nei) 含子的發現,可快速解決(jue) 這一難題,科學家可借助Ⅱ型內(nei) 含子進行基因標靶。研究人員目前已經開始探究能否從(cong) 基因角度設計嗜熱細菌,以試圖增加纖維素生物燃料的產(chan) 量。