8月23日，美國(guó)國(guó)家人類基因組研究所在一篇發(fā)表在《自然》雜志的論文中表示，美國(guó)研究人員領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì)首次發(fā)布了完整的人類Y染色體基因序列，這是最后一個(gè)被完全測(cè)序的人類染色體。在此次研究中，一個(gè)意想不到的有趣發(fā)現(xiàn)是，在過(guò)去的研究中，Y染色體DNA曾多次被錯(cuò)誤地認(rèn)為是細(xì)菌DNA。如今，科學(xué)家終于能夠?qū)⒍邊^(qū)分開(kāi)來(lái)。
那么，細(xì)菌DNA和人類DNA有何異同？為什么二者會(huì)被混淆呢？
Y染色體基因序列缺失帶來(lái)的“誤會(huì)”
(相關(guān)資料圖)
深圳華大生命科學(xué)研究院副院長(zhǎng)金鑫在接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)表示，之前的一些研究將Y染色體DNA誤認(rèn)為是細(xì)菌DNA，部分原因可能在于樣本來(lái)源和污染控制。細(xì)菌DNA的提取通常來(lái)自人類皮膚、腸道等樣本，而在提取過(guò)程中可能會(huì)混入人類的DNA。在沒(méi)有足夠參照序列進(jìn)行比較的情況下，很難準(zhǔn)確區(qū)分細(xì)菌DNA和其他DNA。
美國(guó)加州大學(xué)圣克魯斯分校在官網(wǎng)發(fā)布的消息稱，由于細(xì)菌DNA通常取自人類皮膚，因此，在細(xì)菌的基因組樣本中，或許會(huì)不可避免地混入對(duì)研究造成污染的人類DNA。在研究細(xì)菌DNA時(shí)，科學(xué)家借助當(dāng)前的人類參考基因組來(lái)識(shí)別哪些序列來(lái)自人類，從而刪除這些序列，只留下細(xì)菌DNA進(jìn)行研究。
但是，又因?yàn)閅染色體此前未完成測(cè)序，是人類基因組拼圖中的空白，這導(dǎo)致在分析時(shí)，研究人員可能沒(méi)有足夠的參照標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行比對(duì)和確認(rèn)，難以確定某些序列的來(lái)源，從而誤以為這部分DNA是他們正在研究的細(xì)菌DNA的一部分。
將推動(dòng)人類對(duì)細(xì)菌基因組的研究
“細(xì)菌DNA和人類DNA都由一系列核苷酸堿基組成，包括腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、胞嘧啶（C）和鳥(niǎo)嘌呤（G）。絕大多數(shù)生物的基因組都是由這些堿基按照不同的順序組成。細(xì)菌的基因組同樣由這些堿基組成，即使在細(xì)菌中也存在著與人類DNA相似的堿基序列。”金鑫介紹說(shuō)，“然而，細(xì)菌DNA與人類DNA在整體上存在差異。細(xì)菌是單細(xì)胞微生物，其基因組相對(duì)較小，只含有少量基因，而人類擁有復(fù)雜得多的基因組，包含大量的基因。”
加州大學(xué)圣克魯斯分校官網(wǎng)公布的信息稱，此次將細(xì)菌DNA和Y染色體DNA區(qū)分開(kāi)來(lái)的新發(fā)現(xiàn)有望改善細(xì)菌基因組的相關(guān)研究。這篇論文指出，有證據(jù)表明，在一個(gè)公共數(shù)據(jù)庫(kù)中，大約5000個(gè)細(xì)菌基因組可能含有與人類Y染色體基因序列匹配的污染部分。
今后，科學(xué)家可以使用更新后的人類參考基因組來(lái)研究這些細(xì)菌物種的基因組。他們能夠正確地從細(xì)菌基因組中刪除所有人類污染，包括Y染色體DNA，從而對(duì)細(xì)菌基因組有更清晰的了解。
而更好地理解細(xì)菌DNA可能會(huì)對(duì)醫(yī)學(xué)產(chǎn)生重大影響，因?yàn)槿梭w充滿了微生物。目前，細(xì)菌的基因序列已經(jīng)在從腸道健康到癌癥的各種研究中得到應(yīng)用。
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