研究发现相似基因相互识别的新机制

体内基因如何搜查到与之相似的、位置遥远的DNA序列？相似的基因如何识别并靠在一起发生重组的？《Journal of Physical Chemistry B》1月24日发表的新研究称，体外实验证明，相同的双链DNA长片段，在没有蛋白质或其他生物分子帮助情况下，能作为一个整体来彼此识别。这个发现有助于说明在进化、自然选择和DNA修复过程中，机体如何尽量减少重组错误。这是非常重要的，因为这种错误被认为是老化，以及许多包括癌症和某些老年痴呆病在内的遗传疾病的诱因。理解这些机制，对今后生物技术和基因疗法中精确的人工重组也是必要的。

　　生物通报道：《Journal of Physical Chemistry B》1月24日发表的新研究称，就算没有任何蛋白或其他的生物分子帮助，基因也能够找到遥远的“亲朋好友”——也就是那些与它碱基序列相似的基因。这个发现阐明了，相似的基因如何搜查到对方，然后聚集在一起进行物种进化的重组过程。

该研究结果证明，具有双螺旋结构的线状DNA，也就是基因，能识别具有相似碱基的其他基因。

搜寻到对方，是基因相互识别和彼此联合的关键。只有基因识别和联合之后，才能开始同源重组的过程，也就是双螺旋DNA分子靠近、解开和交换部分遗传信息，然后自身再次闭合的过程。

重组在进化和自然选择中起到关键的作用，并且也是体内修复DNA损伤主要工具，是一个非常重要的反应过程。 在此以前，科学家不确切知道这个过程开始时，相配的基因碱基对是如何搜寻到对方的。

该研究小组中的两人在2001年首次提出，相同的双链DNA长片段可以彼此识别，仅仅由于它们两者携带互补电荷的结果。这项新研究的作者进行一系列实验，以检验这个理论。他们想验证，在两个分子之间没有直接接触或没有促进蛋白的存在，这种搜寻过程照样可以发生。

先前的研究提出，仅有10个碱基对的短链DNA，两者之间的识别与蛋白质有关。这个新研究显示，有好几百碱基对的长链DNA链，在没有蛋白质情况下，似乎能作为一个整体来彼此识别。根据这个理论，基因越长，识别的机械作用也越强。

研究人员观察了荧光标记DNA分子在纯的溶液中的行为。他们发现，与有不同的序列的DNA分子相比，有相同的碱基的DNA分子聚集一起的可能性大约是两倍。

伦敦帝国大学的Alexei Kornyshev教授、该研究的作者之一，阐明了该研究结果的意义： "在一团拥挤中，没有任何外部的帮助，相同的DNA分子能够搜索到彼此。观察到这点实在激动人心。这可以给相似的基因提供推动力，让它们在没有蛋白质或其他的生物因子的情况下，开始复杂的重组过程。 我们小组的试验结果看来符合这种推测。"

理解遗传重组第一个识别阶段的精确机制，有助于说明在进化、自然选择和DNA修复过程中，机体如何尽量减少重组错误。这是非常重要的，因为这种错误被认为是老化，以及许多包括癌症和某些老年痴呆病在内的遗传疾病的诱因。理解这些机制，对今后生物技术和基因疗法中精确的人工重组也是必要的。

该小组目前继续进一步的实验工作，以确切判定这些相互作用如何进行，如预期的DNA长度依赖性。 此外，需要更进一步的研究来确定，这些在试管发现的相互作用是否也发生在活细胞高度复杂环境中。（生物通，揭鹰）