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寻找基因邻居导致新的蛋白质功能

获得测序的基因组是生命科学研究中的一个分水岭。基因组序列阐明了生物体的DNA,即生物体如何发育,繁殖和功能的遗传密码。随着新技术的发展,这些基因序列的可用性呈指数增长。不幸的是,科学家破译这些序列中编码的功能的能力未能跟上步伐。对于真核生物-具有明确定义的细胞核的细胞和生物,尤其如此。结果,研究人员不了解数以百万计的蛋白质的功能,这些蛋白质可以完成DNA编码的工作。这一挑战要求研究人员开发用于预测基因序列功能的计算工具。在这项研究中,从事绿藻研究的研究人员发现,真核生物基因组中的物理聚簇基因可以维持数亿年。这种现象可以帮助预测功能。

基因组学是解锁生物能源,碳固存和减缓气候变化方面突破的关键。利用自然过程的洞察力,研究人员可以设计自然灵感解决方案来应对这些挑战。这一发现将帮助研究人员解码基因组并发现新的,以前隐藏的功能。然后,新功能和途径又可以构成应对重大挑战的新型合成生物学策略的基础。同时,用绿藻获得的发现可以提供有关其植物亲缘基因功能的线索。这项技术还为包含更多基因组的真核生物中更大,更强大的基因功能挖掘铺平了道路。

尽管在相对简单的原核生物中很流行,但科学家认为使用基因邻近技术进行功能预测在真核生物中几乎没有价值。这项新的研究重新评估了这个普遍的假设。令人惊讶的是,绿色藻类基因组包含位置直系同源基因块的长期保存(在某些情况下为7亿年)凸显了其重要性。尽管目前尚不清楚维持基因邻居的选择性优势,但这项研究发现,这些邻域可以用来理解基因功能,就像使用基因邻近来理解原核基因功能一样。将位置分析与基于系统发育组学的计算基因组学方法相结合,导致了新颖的砷解毒途径的发现,以及藻类制造防晒霜的独特方法。

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