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图书迷 > 都市言情 > 跟着番茄学物理 > 第122章 无用DNA真的无用吗?
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第122章 无用DNA真的无用吗?

直播间里热闹非凡,顾神目光炯炯,注视着镜头,在无数礼物和弹幕的簇拥下,继续着先前的话题。

【在讲述高等生物到人类之间的故事之前,顾神先简单进行了阐述。“我先抛出一个问题,想必大家都很好奇,同是原始动物,拥有近乎相同的dNA,却演化出如今形形色色的物种门类,这是为什么?实际上,dNA蕴含的潜力超乎想象,现有繁多的物种,不过是dNA潜力的初次试探。”顿了顿,他接着问道,“你们有没有听过无用dNA,也就是垃圾dNA这一说法呢?”】

......

顾神的话像是投入平静湖面的巨石,弹幕瞬间如炸开的爆米花般疯狂滚动:

“有一个人轻轻的碎掉了。”

“主播不带这么扎心的。”

“我感觉我就是…垃圾dNA造就了垃圾的我…”

“笑死,我有一个朋友破防了。”

“救命!垃圾dNA这名字听着也太打击人了!”

“突然觉得自己身体里藏着好多‘废物’,莫名伤感……”

“主播快讲讲,垃圾dNA到底怎么回事,难道它们真的一无是处?”

...

骁睿盯着屏幕,眉头紧皱,在房间里来回踱步,拨通了洛尘的电话:“洛尘,顾神提到垃圾dNA,这说法太新奇了。

垃圾dNA既然存在,肯定有它的作用,不可能真的没用吧?这背后说不定藏着颠覆认知的秘密,你怎么看?”

洛尘推了推眼镜,语气笃定:“骁睿,你这个想法很对。回溯科学史,在20世纪70年代,科学家首次发现垃圾dNA时,由于研究手段有限,普遍认为它们是生物进化过程中的‘垃圾’。”

骁睿脚步顿住,忍不住插了句:“太不可思议了!早期大家对垃圾dNA误解这么深啊!那后来怎么发现它有重要作用的?难道是技术突破带来了转机?”

洛尘接着说:“但随着高通量测序技术、基因编辑技术等的发展,越来越多的研究表明,垃圾dNA具有重要的生物学功能,这一认知的转变,极大地推动了生物学的发展。

着名生物学家李森曾指出,垃圾dNA是一座尚未完全开发的宝藏,其蕴含的遗传信息对生物进化和生命多样性的维持具有不可估量的价值。

这进一步印证了无用dNA在解锁dNA更多潜力方面的关键作用。

就像早期人们也没意识到转座子这类看似‘捣乱’的基因片段,实际上对基因表达和进化有着重要影响。”

骁睿下意识地点点头,说道:“原来如此,这么看来垃圾dNA的作用被长期忽视了。那有没有相关研究,能证明垃圾dNA并非无用呢?

顾神既然抛出这个概念,肯定有他的考量。要是能找到有力证据,说不定能掀起生物学界的新风暴!”

洛尘思索片刻,回应道:“相关科研机构耗时十年的一项长期研究表明,垃圾dNA在生物从胚胎发育到衰老死亡的全生命周期中,都广泛参与。

部分垃圾dNA,其实是基因表达调控网络里的‘隐形指挥官’。

除了常规的调控基因表达,垃圾dNA还能通过形成特定的三维空间结构,拉近或疏远不同基因之间的物理距离,间接调控基因表达。

就像搭建了一个复杂的分子信号高速公路,精准引导生物体内的各种生理进程。部分无用dNA其实能调控基因表达。”

骁睿眼睛瞪大,惊讶道:“涉及这么多生理过程!那它具体是怎么调控基因表达的?是像开关一样直接控制,还是有更复杂的机制?”

洛尘解释道:“从表观遗传学理论来看,其甲基化、乙酰化等修饰会影响基因表达,这与传统遗传学中垃圾dNA调控基因表达观点互补,共同加深我们对其功能的理解。

比如,美国约翰霍普金斯大学的科研团队曾对小鼠的垃圾dNA展开研究,他们发现一段特定的垃圾dNA序列通过甲基化修饰,调控了与胚胎发育相关基因的表达。

当这段垃圾dNA的甲基化状态被改变时,小鼠胚胎的发育出现了明显异常,这直观地展示了垃圾dNA的甲基化修饰对基因表达和生物发育的影响。”

骁睿攥紧了拳头,感叹:“太神奇了,一个修饰状态的改变,就能对胚胎发育产生这么大影响!那植物方面呢,有没有类似研究?说不定植物界也藏着同样惊人的秘密。”

洛尘继续说:“科学家通过实验对某植物的垃圾dNA区域进行敲除,当这些区域缺失后,植物对干旱的耐受性显着下降。

实验表明,该植物垃圾dNA区域在干旱时调控抗旱基因表达,启动防御机制,助力植物应对危机。

在生物应对环境变化时,垃圾dNA同样发挥关键作用。”

骁睿眼睛一亮,兴奋地拍了下桌子,感慨道:“这个角度太新颖了!之前我都没从这个方向思考过。

那在调控基因表达过程中,垃圾dNA上的调控元件与转录因子相互作用时,有没有特定的顺序或者模式呢?要是能掌握这些规律,说不定能人为操控基因表达!”

此时,直播弹幕又有了新变化:

“听大家这么一说,垃圾dNA好像没那么‘垃圾’,反而有点神秘!”

“主播快深入讲讲,垃圾dNA还有哪些神奇功能,我已经迫不及待了!”

“感觉又要刷新认知了,垃圾dNA不会是生命进化的隐藏‘神器’吧?”

...

同时,一条弹幕急切地问道:“我听说垃圾dNA可能和癌症有关,这是真的吗?”

骁睿一边刷着弹幕,一边对着电话喊:“洛尘,你看这条弹幕。有人疑惑垃圾dNA和癌症有没有关联呢。

对了,你刚刚提到垃圾dNA在物种进化方面发挥作用,能否详细讲讲?如果垃圾dNA真和癌症有关,那可太重要了!”

洛尘耐心地解释道:“根据达尔文的自然选择学说,生物在生存竞争中,具有有利变异的个体更容易存活和繁衍。

垃圾dNA的突变和重组为生物提供新遗传变异,经自然选择筛选,推动物种进化,造就丰富的物种多样性。

以北极熊的进化为例,研究发现其垃圾dNA中的某些调控元件发生适应性变化,让北极熊更好适应北极寒冷环境。

在寒冷气候选择压力下,这些有利变异在种群中固定下来,促使北极熊从棕熊中分化出来。”

骁睿恍然大悟:“原来是这样!不过研究都是这样一边倒的结论吗,有没有不同观点?科学不就是在争论中前进的嘛。”

洛尘接着说:“是的,科学研究是多元且充满争议的。并非所有物种的进化都能清晰展现垃圾dNA的显着作用。

王教授团队通过对某类昆虫的长期研究发现,去除特定垃圾dNA片段后,昆虫的进化并未受到明显影响,因此他们认为垃圾dNA在该物种进化过程中的作用被高估了。

这种观点碰撞,恰恰体现科学研究的探索性与复杂性。

另外,深圳华大基因研究院的研究人员在研究果蝇进化时发现,果蝇的垃圾dNA中有部分序列在其适应不同食物资源的过程中发生了快速进化。

这些序列调控了果蝇消化系统相关基因的表达,帮助果蝇更好地摄取和消化新食物,从而推动了果蝇在生态位上的分化。

在两栖动物领域,科学家发现,当环境温度发生剧烈变化时,蛙类的垃圾dNA会迅速响应,其部分片段会启动一系列与抗寒或耐热相关的基因表达。

这不仅改变了蛙类的生理机能,还让它们的繁殖周期和栖息范围发生了显着变化,进一步推动物种进化。

另外,垃圾dNA的作用在不同生物类群中存在显着差异。

在植物界,垃圾dNA可能更多地参与抵御病虫害和适应土壤环境的过程;

在动物界,则更侧重于调节生长发育和行为模式。”

骁睿追问:“这种生态位分化在其他生物研究里常见吗?说不定能找到共性,总结出一套新理论。

这让我想到,在物种进化过程中,垃圾dNA的这种调控作用,会不会受到外界环境因素,比如气候变化、栖息地破坏的影响呢?毕竟现在环境变化太剧烈了。”

洛尘详细回应道:“这方面已经有不少研究。垃圾dNA对环境变化的响应,在不同生态系统和物种中,有着明显差异。

像刚才说的蛙类,对温度变化敏感;而在植物中,很多物种的垃圾dNA会对土壤酸碱度、水分含量的改变做出反应。

随着研究深入,我们还发现,垃圾dNA与环境之间,存在着双向调控关系。

不仅环境变化能诱导垃圾dNA发生改变,垃圾dNA的变化反过来也会影响生物对环境的适应策略,推动物种的适应性进化。”

...