據(jù)俄科學(xué)院西伯利亞分院網(wǎng)站報道，該分院克拉斯諾亞爾斯克科學(xué)中心的科研團隊通過比較植物葉綠體與藍(lán)細(xì)菌的DNA全基因組發(fā)現(xiàn)，葉綠體DNA內(nèi)部結(jié)構(gòu)與細(xì)菌存在實質(zhì)性差異，這是科學(xué)界首次驗證兩者基因組存在原則性結(jié)構(gòu)差異，就此推翻了植物葉綠體細(xì)胞起源于藍(lán)細(xì)胞的假說。相關(guān)成果發(fā)布在“BMC Bioinformatics”科學(xué)期刊上。
　　有一種假說認(rèn)為，由于大約在10億年前曾與單細(xì)胞生物共生的原因，細(xì)胞中進(jìn)行光合作用的葉綠體起源于藍(lán)細(xì)菌。由于葉綠體擁有自身的DNA，如果這個假說成立，則這兩個生物體應(yīng)具有相似的基因結(jié)構(gòu)，為此科研團隊采用生物信息方法對其基因組結(jié)構(gòu)進(jìn)行了比較研究。
　　此前，科研團隊研究發(fā)現(xiàn)，采用特定的算法可將細(xì)菌基因組表達(dá)為正六角形，其頂端和中心為具有相同發(fā)生頻率的，由三個連續(xù)核苷酸構(gòu)成的DNA片段集群?？蒲腥藛T采用這種方法發(fā)現(xiàn)葉綠體具有與藍(lán)細(xì)菌完全不同的基因組集群結(jié)構(gòu)，不同植物葉綠體共計178個基因組的數(shù)值處理表明，其基因特點是具有8套短DNA片段，且這些片段的三核苷酸組合分布相同。為考察基因組的集群結(jié)構(gòu)，科研人員采用一組相同長度的相交片段覆蓋每個基因組，將每個片段轉(zhuǎn)化成由63個三核苷酸組合構(gòu)成的“單詞”，并以三核苷酸組合發(fā)生頻率作為長度量綱，當(dāng)每個單詞體現(xiàn)為指向63維的空間時，其集群結(jié)構(gòu)顯現(xiàn)出來。細(xì)菌和葉綠體63維空間點在平面的投影完全不同，且葉綠體基因組片段在三核苷酸組合發(fā)生頻率上可分為8個等級。
　　此項研究結(jié)果表明，葉綠體基因組與細(xì)菌基因組存在著巨大的結(jié)構(gòu)差異，由此判定基因組七集群結(jié)構(gòu)具有普遍性這個假說不正確，因為至少葉綠體基因組結(jié)構(gòu)中可分離出八個集群。團隊計劃下一步通過擴大所研究植物范圍進(jìn)一步驗證所獲得研究結(jié)論的正確性。
　　此項研究不僅可為葉綠體起源尋找答案，而且在回答諸如非編碼核苷酸序列在基因組中的功能和在進(jìn)化中的作用等問題上具有重要的基礎(chǔ)研究意義。
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