嗜熱細菌或可解開高等生物早期進化謎團
日期：2010-06-18 16:41:59
據物理學家組織網報道，生存在日本溫泉中的一種嗜熱細菌或許可解開高等復雜生物體早期進化的謎團，并可能成為21世紀生物燃料生產的關鍵。相關研究報告發表在《公共科學圖書館·生物學》雜志上。
分子生物學教授艾倫·蘭博維茲介紹說，內含子是進化過程中的一種神秘元素。直到20世紀70年代，各界都普遍認為所有生物體內的基因都是連續的，其由此能組成一個連續的RNA（核糖核酸），并可被翻譯成連續的蛋白質。然而，包括人類在內的大多數高等真核生物并未遵循上述猜想。反之，高等生物大部分的基因都是不連續的，其由DNA（脫氧核糖核酸）編碼區域組成，中間則由內含子隔開。
為了更好地了解內含子的早期歷史，科研人員將此次的研究的重點放在細菌上，因為他們相信細菌是內含子進化的源頭。作為唯一已知的增殖原理與高等生物十分相似的細菌，科學家對細長聚球藻（藻青菌的一種）著重進行了研究。
生物化學家格奧爾格·摩爾表示：“我們并不能回溯至10億多年前去觀察早期真核生物中的內含子是怎樣增值的，但我們能夠探究允許內含子在這些生物中增殖的機理，并嘗試推斷它們在真核生物中進化的過程。”
在對機理的研究過程中，科學家認定高溫在內含子的增殖過程中扮演了關鍵的角色。如嗜熱細菌所處的溫泉，就可解開基因組中的DNA鏈，使內含子能夠更輕易地嵌入基因組中。
蘭博維茲表示，由于地球在十多億年前正處于高溫環境，且是早期真核生物出現的時段，因此DNA解鏈的證據對于設想早期真核生物如何增殖來說具有相當意義。這些生物最初或許只含有小部分內含子，但隨著時間推移，高溫可促使內含子快速地增殖。
而對于細長聚球藻中的內含子進行探索，或許也可為利用嗜熱細菌來提升生物燃料效能的研究者提供意外的幫助。嗜熱細菌十分善于將纖維素轉化為乙醇，但其在基因操控領域卻十分棘手。而嗜熱內含子的發現，可快速解決這一難題，科學家可借助Ⅱ型內含子進行基因標靶。研究人員目前已經開始探究能否從基因角度設計嗜熱細菌，以試圖增加纖維素生物燃料的產量。
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