科学家曾认为，人类DNA中的一半多被认为是“垃圾”，因为它们含有序列几乎完全相同的副本。这些重复序列的主要来源是哺乳动物在进化过程中，在不同时段插入了整个基因组的病毒。但在11月4日的《基因组研究》（Genome Research）杂志上，新加坡基因组研究所（GIS）的科学家发表报告称，“垃圾”DNA是区分人类和其他物种的一个重要因素。

 

在科学界以往的看法里，能够最终形成蛋白质或参与编码某种蛋白质的这样一段DNA，就是传统意义上所说的“基因”，然而在人类等生物体的基因组中，不能制造蛋白质的“非编码序列”却占了绝大多数。那么，既然几乎所有的生理机能都要由蛋白质来完成，不参与编码蛋白质的DNA应该就是没用的，它们对人类既没好处，也没坏处，只是“顺便”利用了人类有效率的复制功能。因而这些DNA一直被扣着“垃圾”的帽子。

 

然而就在近期，通过使用最新的测序技术，研究人员发现，许多控制其他基因表达的主蛋白———转录因子能与特定的重复元结合。研究表明，在癌症和干细胞生物学中具有重要作用的5个关键转录因子的结合位点中，有18%到33%根植于这个独特的重复序列家族中。

 

随着进化时间的推移，这些重复序列逐渐扩散到不同的物种中，在他们的基因组中创建了新的调控位点。因此，由这些转录因子控制的一组基因就有可能在一个物种与另一个物种之间是明显不同的，这也许成为了进化的一个主要驱动力。

 

该项研究还表明，这些重复序列根本就不是什么“垃圾DNA”，因为他们提供了进化变异性的巨大来源，也许还把握着区分人类和其他物种之间重要物理差异的关键。

 

论文作者、研究小组的负责人纪尧姆·布尔克博士表示，由于很多生物医学研究都使用小鼠和灵长类动物等作为模型生物体，因此，详细了解这些模型生物体与人类之间的差异，对于解释以上的发现显得格外重要。这些发现意味着，研究工作中必须包含这些重复序列，因为它们很可能就是人类与模型生物体重要差异的来源。对人类基因组的特性理解越透彻，就能更好地理解疾病及其治疗方法。

 

GIS科学顾问委员会主席、美国加州大学神经内科教授雷蒙德·怀特称，布尔克博士的发现令人兴奋，这也代表着近十年来进化与基因调控学研究的重大发现之一。

 

怀特说，研究人员早就怀疑物种产生差异———如为什么老鼠和猴子不同，其主要方式之一就体现在他们基因表达的调控中：在发育过程中身体内基因表达出现在何处，他们对环境刺激又能作出多少反应。

 

研究证明，携带有调控蛋白结合位点的DNA片段有时会争议性地分布到基因组周围的新位点，这可能会改变位点附近基因的活性。这种分布的方式有点类似于转座子，转座子在生物体进化史的某个时段会从一个位点跳跃到另一个位点。转座子家族在物种间是不同的，这跟结合了调控蛋白的分布式DNA片段一样。

 

怀特表示，这种基因调控DNA序列的插入式分布形成了新物种的假说，将会导引研究人员通过大量的实验去确定这些调控DNA序列与他们位点附近的基因之间的功能关系。随着这些了解的深入，我们就能逐步了解为什么老鼠和猴子虽然都共享有基本相同的基因和蛋白质成分，却又如此明显的不同。（来源：科技日报 冯卫东 聂翠蓉）