奇怪的细菌通过编写新基因来挑战教科书

细菌的防御系统扰乱了标准的生命流程。

　　

遗传信息的传递通常遵循一个明确的路径：DNA中的基因作为模板生成RNA分子，RNA分子再被翻译成蛋白质。然而，科学界在1970年发现了逆转录酶，这种酶能将RNA逆转录成DNA，这一发现颠覆了传统的遗传信息传递模式。而今，科学家们揭示了更为奇异的现象：一种细菌版本的逆转录酶能够利用RNA模板在DNA中创造出全新的基因。

这一突破性发现由纽约哥伦比亚大学的分子生物学家Stephen Tang和生物化学家Samuel Sternberg领导的团队所完成。他们研究了一种名为肺炎克雷伯菌的细菌逆转录酶产生的DNA分子，并发现这些分子由许多相同的重复片段组成，每个片段都与一段神秘的RNA相匹配。

研究团队指出，长RNA链可以形成类似发夹的形状，使得序列中的两个远端部分靠近。肺炎克雷伯菌逆转录酶在RNA序列中重复“绕圈”，将相同的RNA分子多次写入DNA中，从而创造出重复的DNA序列。

这些重复片段组成了一个开放阅读框，编码了一个名为Neo的蛋白质。"Neo"意为"无尽的开放阅读框架"，因为其缺少终止蛋白质合成的序列，理论上可以无限延伸。研究人员发现，当细菌受到病毒感染时，Neo蛋白的产生被触发，导致细胞停止分裂。

这项研究的发现已于5月8日在bioRxiv预印本服务器上发布，尚未经过同行评议。研究人员表示，Neo蛋白如何阻止受感染细胞的生长尚不明确，但预测的Neo蛋白的三维结构表明它形成了一系列螺旋，这些螺旋的分解会阻碍其毒性作用。

这一发现不仅让科学家们感到震惊，更有可能改变我们对基因组的认识和研究。"这看起来像是来自外星生物的生物学，"马德里康普顿斯大学的计算化学家Israel Fernandez评价道。分子生物学家Nicolás Toro García认为，这一发现将有助于开发该系统的生物技术应用。

Samuel Sternberg表示，逆转录酶能够创造全新基因的事实，可能会改变我们对基因组的理解。这项研究的深远影响和潜在应用，无疑将在生物学和生物技术领域掀起新的波澜。

随着这一发现的进一步研究和验证，我们有望在未来获得更多关于遗传信息传递和基因创新的科学知识，这些知识将为生物技术和医学研究开辟新的道路。

遗传学领域的这一新突破，为我们提供了一个重新审视生命遗传机制的视角。随着科学家们不断探索和发现，我们对生命奥秘的理解将越来越深入，为人类健康和疾病治疗带来革命性的变革。

“这是疯狂的分子生物学，”Aude Bernheim说，他是巴黎巴斯德研究所的生物信息学家，没有参与这项研究。“我从来没有想到这种机制的存在。”

逆转录酶——以前只知道复制遗传物质——可以创造全新的基因，这一发现让其他研究人员目瞪口呆。“这看起来像是来自外星生物的生物学，”马德里康普顿斯大学(Complutense University of Madrid)的计算化学家Israel Fernandez在X上写道。

“他们的发现令人惊讶，”西班牙格林纳达Zaidín实验研究站的分子生物学家Nicolás Toro García说，这应该有助于研究人员开发该系统的生物技术应用。

这一发现甚至让Sternberg感到敬畏:“它应该会改变我们看待基因组的方式。”