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好消息！環(huán)狀DNA測序又有新工具
2020年05月21日 09:13:29
來源：化工儀器網(wǎng) 點(diǎn)擊量：16965
DNA，也被人們稱為脫氧核糖核酸，我們知道，生物細(xì)胞內(nèi)含有四種重要的生物大分子，這四種的其中之一便是核酸。DNA是由重復(fù)的核苷酸單元組成的長聚合物，也是核酸中的一種。DNA攜帶有合成RNA和蛋白質(zhì)所必需的遺傳信息，是生物體發(fā)育和正常運(yùn)作必不可少的生物大分子。在細(xì)胞分裂之前，DNA在復(fù)制過程中，復(fù)制了生物體的遺傳信息，正是因?yàn)樗兄暾倪z傳信息，才不斷被人們進(jìn)行研究。
【化工儀器網(wǎng) 時(shí)事熱點(diǎn)】DNA，也被人們稱為脫氧核糖核酸，我們知道，生物細(xì)胞內(nèi)含有四種重要的生物大分子，這四種的其中之一便是核酸。DNA是由重復(fù)的核苷酸單元組成的長聚合物，也是核酸中的一種。DNA攜帶有合成RNA和蛋白質(zhì)所必需的遺傳信息，是生物體發(fā)育和正常運(yùn)作必不可少的生物大分子。在細(xì)胞分裂之前，DNA在復(fù)制過程中，復(fù)制了生物體的遺傳信息，正是因?yàn)樗兄暾倪z傳信息，才不斷被人們進(jìn)行研究。
起初，人們還沒有DNA這個(gè)概念的時(shí)候，瑞士生物化學(xué)家弗里德里希·米歇爾就已經(jīng)從手術(shù)繃帶的膿液中，將這種物質(zhì)分離出來。但當(dāng)時(shí)并不稱之為DNA，而是由于這種微觀物質(zhì)位于細(xì)胞核中，被大家稱為核蛋白，那時(shí)已是150多年前。在這件事之后，人們就如同打開了新世界的大門，一批一批的科學(xué)家投身于基因的學(xué)科研究中。
之后，又歷經(jīng)90年的探索，馬修·梅瑟生與富蘭克林·史達(dá)在實(shí)驗(yàn)中，確認(rèn)了DNA擁有的復(fù)制機(jī)制，并啟發(fā)了后來的克里克團(tuán)隊(duì)，得出遺傳密碼是由三個(gè)堿基以不重復(fù)的方式所組成的，稱之為密碼子。后來，一些科學(xué)家于1961年解出了這些密碼子所構(gòu)成的遺傳密碼。因此，現(xiàn)代基因測序工程也逐漸展開。
目前的研究結(jié)果把DNA分為單鏈DNA、閉環(huán)DNA和垃圾DNA三種，而其中單鏈DNA被研究的更多，測序方法和和科技手段也較為多樣化。但是，一直以來，人們對于環(huán)狀DNA的研究一直較少，原因是由于缺乏有效的方法來進(jìn)行研究和測序，使得這個(gè)方面的進(jìn)展屢屢受到阻礙。
據(jù)了解，環(huán)狀DNA在細(xì)菌和病毒的基因組中很常見。環(huán)狀DNA是指位于染色體外的閉合環(huán)形DNA結(jié)構(gòu)。和游離的線性DNA相比，這種環(huán)形DNA不易被核酸酶降解，結(jié)構(gòu)上更加穩(wěn)定。并且，環(huán)狀DNA 還廣泛存在于包括人類的各種真核生物中，具有很高的組織和疾病特異性。
近期，科學(xué)家又在人和植物的細(xì)胞核內(nèi)發(fā)現(xiàn)了大量環(huán)狀DNA，還在癌細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了這一不被人們重視的環(huán)狀DNA，經(jīng)過專家推斷，它甚至可能與癌細(xì)胞的快速繁殖能力有一定相關(guān)性。雖然傳統(tǒng)觀點(diǎn)一直認(rèn)為真核基因組通常形成穩(wěn)定的線性染色體，但新的研究表明，無論是在正常體細(xì)胞還是癌細(xì)胞中，都存在大量染色體外環(huán)狀DNA，甚至儲(chǔ)存著更多的基因信息。
基于此，科學(xué)家們近幾年開始著手調(diào)查環(huán)狀DNA在癌癥中的作用，且攻克對其的測序技術(shù)難關(guān)。功夫不負(fù)苦心人，據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)報(bào)道，5月14日，加拿大一名生物學(xué)家發(fā)明了一種新工具，這一工具名為CIDER-Seq，可對環(huán)狀DNA進(jìn)行測序。事實(shí)上，他們是基于分子生物學(xué)和生物信息學(xué)的知識上，設(shè)計(jì)出的新算法，并用這個(gè)算法，在實(shí)驗(yàn)中獲得了環(huán)狀DNA的完整序列。這種技術(shù)目前已被研究者發(fā)表于網(wǎng)絡(luò)上，供其他科學(xué)家分析環(huán)狀DNA序列。
此番，新工具突破了原本人們在環(huán)狀DNA測序中的技術(shù)難題，或?qū)榭茖W(xué)家之后的研究提供更豐富、更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。因?yàn)楝F(xiàn)在研究還得出，許多農(nóng)作物感染的病毒都擁有環(huán)狀DNA，這一新技術(shù)也能為農(nóng)業(yè)發(fā)展帶去好處。不僅如此，拓展的環(huán)狀DNA研究領(lǐng)域還有望促進(jìn)人們針對病毒、農(nóng)業(yè)甚至癌癥的研究。
眾所周知，眼下是生物學(xué)飛速發(fā)展的時(shí)代，作為生物學(xué)一大熱點(diǎn)的DNA測序技術(shù)，還在不懈地更新著，幫助科學(xué)家從DNA序列中挖出更多的秘密。誠如人類基因組研究的專家、美國塞萊拉公司首席科學(xué)家克雷格·文特爾所言：破譯基因組密碼的意義就如同在剛發(fā)現(xiàn)電的那個(gè)時(shí)代，沒有人能想象出個(gè)人電腦、互聯(lián)網(wǎng)一樣。相信未來，測序技術(shù)的開發(fā)與進(jìn)步，能夠?qū)⑷藗兊纳钇焚|(zhì)提升至更高的高度。
資料來源：科技日報(bào)、百度百科、生物通
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