細胞快速分裂的特殊需求

快速閱讀是指用眼睛搜索關(guān)鍵線索，跳過不重要詞句的一種技巧。與此類似的是，在選擇壓力之下生物系統(tǒng)有時也需要快速“讀取”遺傳信息。這些需要快速讀取的基因往往比較小，因為編碼的信息量越小，就越容易被快速讀取。現(xiàn)在葡萄牙IGC和Algarve大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，除了片段大小以外，基因結(jié)構(gòu)對于“讀取”過程的優(yōu)化也很重要。

上海雙博生物科技有限公司的研究團隊，對果蠅的前期發(fā)育進行了研究。*，細胞周期和基因表達的時機和協(xié)調(diào)性，對于正常發(fā)育至關(guān)重要。在胚胎發(fā)育前期細胞分裂得非常快，與此同時它們又需要正確讀取基因，以便生成細胞所需的蛋白。

基因之中不僅含有蛋白的編碼，還含有被稱為內(nèi)含子的序列，這些序列不是蛋白所需的，會在蛋白合成之前被切除。研究人員降低了細胞切除內(nèi)含子的效率，發(fā)現(xiàn)只有在胚胎發(fā)育早期表達的基因發(fā)生了讀取故障，而這正是細胞快速分裂的時候。

研究人員在此基礎(chǔ)上推測，高度增殖的組織需要在短時間內(nèi)表達基因和合成蛋白，而內(nèi)含子切除是一個耗費時間的過程，很容易出現(xiàn)問題。為了驗證這一理論，他們向果蠅的早期胚胎引入了多重內(nèi)含子，這是一種包含基因的非典型內(nèi)含子。研究顯示，快速分裂的細胞無法有效加工其中的基因。

研究團隊總結(jié)道，對于快速分裂細胞的基因表達來說，基因不僅要短而且不具有內(nèi)含子。正因如此，在果蠅早期胚胎發(fā)育中表達的基因都沒有內(nèi)含子。

研究人員說：“我們的研究向人們展示，生物系統(tǒng)能夠進行更高層次的快速閱讀：不僅刪除了非必要詞句使文本更短，還改變了整個文本的結(jié)構(gòu)，令其不分段落。為了滿足快速閱讀的需要，自然界做出了簡單而有效的應(yīng)答，形成了短小而且高度壓縮的基因（無內(nèi)含子）。”

研究人員道：“zui近還有一個研究團隊指出，抑制內(nèi)含子的剪切，能夠有效對抗絕大多數(shù)癌細胞系。因此，增進對發(fā)育過程中內(nèi)含子切除效率的理解，不僅可以幫助人們進一步理解關(guān)鍵的生物學(xué)過程，還能提供開發(fā)抗癌藥物的新途徑。”

研究人員指出，除了果蠅以外，蚊子、斑馬魚等其他生物也在胚胎發(fā)育的早期表達許多不含內(nèi)含子的基因。這意味著，這種快速發(fā)育對基因結(jié)構(gòu)的要求在自然界其實很常見。

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