肯特大学科学家开发了一种确定基因功能的新方法,这一突破可能对我们理解生命过程产生重大影响。肯特大学生物科学学院的一个研究团队,开发了一种新的计算方法,能够将功能分配给迄今为止功能未知的基因。提高对生命基本特征和要求理解的方法是,产生具有最小基因组的生物体,即具有生命基因数目最小的生物体。
Mark Wass博士、Martin Michaelis教授和Magdalena Antczak研究了目前为止产生最小基因组的生物,该基因组是基于一种在营养丰富的环境中培养的细菌(支原体支原体)。它包含473个基因,其中近三分之一(149个)具有未知功能,说明了我们目前对生命如何运作的理解存在局限性。肯特大学的研究人员开发了一种新的计算方法,使他们能够将功能分配给66个未知功能的基因。研究人员发现许多编码的功能,在物质进出细胞的过程中起着作用。
这似乎反映了在营养丰富的环境中,基因组最少的生物体需求。如果有充足的营养,许多发挥代谢功能的基因就不需要了,但是使营养物质进入细胞和(有毒)代谢物排出细胞的转运体就变得至关重要。这表明并不是只有一个最小基因组,而是一个最小基因组的性质总是由环境决定。因此,一个最小基因组由一组对所有生命形式都不可或缺的基本基因和第二组促使基因组成,它们使生命能够在特定的环境中生存。
研究小组表示,其发现应该为更专注于识别关键和促使基因集的研究铺平道路,以促使对生命基本过程的理解。在473个基因的基因组中,149个基因功能未知,这凸显了一个普遍的问题;只有不到1%的蛋白质具有实验确定的注释。新研究方法,结合了最先进的硅方法功能注释结果,并将功能分配给149种蛋白质中的66种。没有注释的蛋白质缺少同源物,缺少蛋白质结构域,或者是膜蛋白。
24种可能的转运蛋白被鉴定出来,表明在去除代谢酶后,在营养丰富的环境中,营养物质进入最小细菌细胞并从最的细菌细胞排出废物的重要性。因此,环境决定了最小基因组的性质。研究结果还表明,结合多种不同的最先进硅方法来注释蛋白质能够预测功能,甚至对于难以表征蛋白质和确定进一步发展的关键缺口。