科学家意外发现“打破生命法则”的DNA

英国厄尔汉姆研究所博士后研究员杰米·麦高恩博士团队本意是测试一套适用于极微量DNA（甚至单细胞）的基因测序流程，意外发现一种新命名的纤毛虫——寡膜纲物种PL0344。该生物的遗传密码存在前所未有的改变：通常指示蛋白质合成终止的三个‘终止密码子’（TAA、TAG、TGA）中，TAA和TAG不再起终止作用，而是分别编码氨基酸赖氨酸和谷氨酸；仅剩TGA承担终止功能。研究还发现，该生物基因组中TGA数量增多，且多富集在基因编码区末端，可能用于防止翻译“过界”产生有害蛋白。进一步分析确认，其体内存在匹配的抑制型tRNA基因，确证这种重分配是真实发生的生物学机制。原生生物定义宽泛，泛指真核生物中既非动物、植物也非真菌的一大类，种类繁多、习性各异（如捕食者、寄生者、光合者等），遗传规律极不统一。此前已知纤毛虫是遗传密码变异的‘热点’，2024年另一项研究更发现多个纤毛虫类群独立地将UAG密码子重分配为编码亮氨酸或谷氨酰胺，而UAA仍多作终止密码子——说明这类微生物反复突破标准遗传密码规则。这些发现表明：尽管绝大多数生物严守同一套遗传密码，但在被忽视的微生物世界（尤其是纤毛虫中），进化已多次‘改写’生命最基础的翻译指令。本研究于2023年发表于《PLOS Genetics》，由惠康基金会‘达尔文生命之树’项目及英国生物技术与生物科学研究理事会（BBSRC）资助。