你可曾想過,DNA中有些片段看似無用,卻在悄悄地繁衍?最近的研究揭示了名為「introners」的DNA元件,它們就像基因界的「搭便車」投機客,不僅能自我複製,還能跨越物種傳播,為理解基因體演化提供了全新的視角。
基因世界裡的「搭便車」
你或許聽過DNA,但你可能不知道,並非所有DNA片段都肩負著明確的功能。有些片段就像是「搭便車」的投機客,它們不為生物個體帶來明顯益處,卻默默地自我複製,並在基因組中擴散。最近,來自美國加州大學的研究團隊深入分析了這些名為「introners」的DNA片段,揭示了它們在基因體演化中的重要作用。
什麼是 Introners?
在介紹introners之前,讓我們先回顧一下intron(內含子)的概念。Intron是基因中不參與蛋白質編碼的DNA片段,在製造蛋白質前,mRNA會將intron剪接去除,只留下exon(外顯子)編碼以合成蛋白質。Intron的出現讓基因表現更具彈性,單一基因可以產生多種功能蛋白質,這也是多細胞生物能發展出複雜構造的原因之一。而introners,正是攜帶intron的「跳躍基因」,它們能在基因體內轉移、插隊,甚至自行複製,可能直接參與新intron的形成。
Introners 的廣泛存在
研究團隊分析了來自8,716個物種的基因體資料,涵蓋單細胞原生生物到海膽、藻類、真菌等,辨識出多達1,093個introners家族,顯示其分布之廣泛。更令人驚訝的是,研究團隊還證明introners 曾經跨越物種藩籬,完成「水平基因轉移」。這意味著,攜帶intron的DNA元素,能在物種間跳躍,促進新的intron之產生,這可是科學家首次實證發現!
Introners 的「無間道」
研究中一個引人注目的例子是,introners曾從海綿轉移至甲藻。這次轉移大約發生在4,000萬年前,科學家推測可能是透過「巨型病毒」的幫助完成的。這種「寄生客利用寄生病毒」完成跨物種跳躍的現象,堪稱基因界的「無間道」。
顛覆傳統的演化觀
此研究的資深科學家指出:「introners並不是為了幫助生物生存演化的DNA片段,而是靠著『搭便車與插隊』留下來的『投機分子DNA』。」這項研究顛覆了我們對基因體演化的認知,指出基因複雜性不只是自然選擇的結果,也可能來自introners——這些跳躍、複製、甚至能跨物種傳播的「DNA投機客」。它們恣意插入intron的過程,可能意外地豐富了基因調控與多樣性,也讓我們意識到:演化,從來都不是單行道。