◎本报记者张家欣
8月23日,美国国家人类基因组研究所在《自然》杂志发表的论文中说,由美国研究人员领导的团队首次发布了完整的人类Y染色体基因序列,这是最后一条被完全测序的人类染色体。在这项研究中,一个意外而有趣的发现是,在以往的研究中,Y染色体DNA曾多次被误认为细菌DNA。现在,科学家终于可以区分这两者了。
那么,细菌DNA和人类DNA有什么异同呢?为什么两者会混淆?
Y染色体基因序列缺失引起的“误解”
深圳华大生命科学研究院副院长金鑫在接受科技日报记者采访时表示,之前的一些研究将Y染色体DNA误认为细菌DNA,部分原因是样本来源和污染控制。细菌DNA的提取通常来自人体皮肤、肠道等样本,提取过程中可能会混入人体DNA。没有足够的参考序列进行比较,很难准确区分细菌DNA和其他DNA。
根据加州大学圣克鲁斯分校在官网发布的消息,由于细菌DNA通常取自人类皮肤,因此可能不可避免地与污染研究的人类DNA混合在一起。在研究细菌DNA时,科学家使用当前的人类参考基因组来识别哪些序列来自人类,从而删除这些序列,只留下细菌DNA进行研究。
但是,由于Y染色体之前没有被测序,这是人类基因组拼图中的一个空白,研究人员可能没有足够的参考标准进行比较和确认,很难确定一些序列的来源,从而错误地认为这部分DNA是他们正在研究的细菌DNA的一部分。
将推动人类对细菌基因组的研究。
“细菌DNA和人类DNA都是由一系列核苷酸碱基组成的,包括腺嘌呤(a)、胸腺嘧啶(t)、胞嘧啶(c)和鸟嘌呤(g)。大多数生物的基因组都是由这些碱基以不同的顺序组成的。细菌基因组也是由这些碱基组成的,甚至在细菌中,也存在与人类DNA相似的碱基序列。”金鑫说,“但是,细菌DNA和人类DNA在整体上是有区别的。细菌是单细胞微生物,它们的基因组相对较小,只包含少数基因,而人类的基因组复杂得多,包含大量基因。”
根据加州大学圣克鲁斯分校官网发布的信息,这一区分细菌DNA和Y染色体DNA的新发现有望完善细菌基因组的相关研究。这篇论文指出,有证据表明,公共数据库中约5000个细菌基因组可能含有与人类Y染色体基因序列相匹配的污染部分。
未来,科学家可以使用更新的人类参考基因组来研究这些细菌物种的基因组。他们能正确地从细菌基因组中删除所有的人类污染,包括Y染色体DNA,从而对细菌基因组有更清晰的认识。
更好地了解细菌DNA可能会对医学产生重大影响,因为人体充满了微生物。目前,细菌的基因序列已经应用于从肠道健康到癌症的各种研究中。
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