為什么說(shuō)“垃圾DNA”不垃圾？

現(xiàn)實(shí)生活中，你有遇到過(guò)一些長(zhǎng)期被“科學(xué)”地解釋，最后發(fā)現(xiàn)那解釋并不科學(xué)的現(xiàn)象嗎？大家都來(lái)說(shuō)說(shuō)自己的觀點(diǎn)，今天我先來(lái)說(shuō)“垃圾基因的概念”這是個(gè)過(guò)時(shí)的錯(cuò)誤概念，不過(guò)了解的人可能也不多。

為了方便更多的知友能夠看懂我的行文邏輯，我在這里補(bǔ)充下本文提綱：

**論點(diǎn)：**垃圾DNA概念不科學(xué)

論據(jù)：

**正面論據(jù)：**ENCODE計(jì)劃全面推翻垃圾基因概念，認(rèn)為垃圾DNA區(qū)域具有生物學(xué)活性。

**反面論據(jù)：**網(wǎng)絡(luò)上不少?gòu)纳飳W(xué)支持轉(zhuǎn)基因的人沒(méi)搞明白基因插入位置的生物學(xué)意義，也不了解轉(zhuǎn)基因事實(shí)上是隨機(jī)插入到基因組上。

**論證方法：**正反論證

本文結(jié)構(gòu)：第一部分，垃圾dna的歷史，第二部分，ENCODE計(jì)劃，第三部分，從生物學(xué)上看垃圾DNA的作用。

01，垃圾DNA是什么？

基因組（Genome），一個(gè)細(xì)胞或者生物體所攜帶的一套完整的單倍體序列，包括全套基因和間隔序列。

自從DNA雙螺旋發(fā)現(xiàn)和測(cè)序技術(shù)出現(xiàn)后，我們測(cè)量了大量基因組，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，基因組好多的片段都是不表達(dá)或不翻譯的部分（高中生物內(nèi)容：DNA-mRNA—protein）。于是，1972年，遺傳學(xué)大神Susumu Ohno提出基因組中95%—98%的不編譯任何蛋白質(zhì)或酶的DNA，我們稱之為垃圾DNA，這一表示得到很多生物學(xué)家的贊同。他們認(rèn)為，既然幾乎所有具體的生理機(jī)能都要蛋白質(zhì)來(lái)完成，那么不編碼蛋白質(zhì)的DNA應(yīng)該是沒(méi)有用的，可以稱為“垃圾DNA”。

舉個(gè)例子，我們?nèi)祟惢蚪M大概是30億堿基，而基因呢，大概是2萬(wàn)-3萬(wàn)個(gè)， 占據(jù)了人體基因組的不到10%，這剩下的90%都是垃圾DNA。

這就是我們過(guò)去的看法。

02，垃圾DNA真的垃圾嗎？

我們知道，生命這種自然界最偉大的東西，如此精妙的個(gè)體，怎么會(huì)容留這么大的一坨垃圾呢？

要知道，每次復(fù)制，需要消耗個(gè)體相當(dāng)多的能量和物質(zhì)，這簡(jiǎn)直是浪費(fèi)啊。于是，總有人不信邪（當(dāng)然，歷史上，早就有人質(zhì)疑過(guò)這個(gè)概念，不過(guò)，畢竟不是主流意見而且缺乏大數(shù)據(jù)的支撐），2003年，也就是人類基因組計(jì)劃剛完成的第二年，來(lái)自英國(guó)，美國(guó)，西班牙，新加坡和日本的32個(gè)實(shí)驗(yàn)室中442名科學(xué)家共同努力，開始破譯這些垃圾DNA。稱之為ENCODE（Encyclopedia of DNA Elements， DNA元素百科全書），經(jīng)過(guò)ENCODE 合作項(xiàng)目的努力結(jié)果發(fā)現(xiàn)，我們認(rèn)為的垃圾區(qū)域，竟然是有意義的，最出名的一個(gè)內(nèi)容就是典型作用就是翻譯成為lncRNA（長(zhǎng)鏈非編碼RNA），這些在劑量補(bǔ)償效應(yīng)(Dosage compensationeffect)、表觀遺傳調(diào)控、細(xì)胞周期調(diào)控和細(xì)胞分化調(diào)控等眾多生命活動(dòng)中發(fā)揮重要作用，成為遺傳學(xué)研究熱點(diǎn)。

于是，我們的新觀點(diǎn)是這樣的

引用美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院(National Institutes of Health, N.I.H)主任Francis Collins的話：我們已經(jīng)不再使用“垃圾DNA”這個(gè)術(shù)語(yǔ)了。以為我們可以擯棄基因組的某些部分，這實(shí)在是一種非?？裢源蟮南敕ā头路鹞覀兏掖虬彼鼈儧](méi)有任何功能似的。在曾經(jīng)被科學(xué)家們認(rèn)為只是白占地方的基因組DNA中，大部分**“其實(shí)都各有用途”**。

03，補(bǔ)充個(gè)真實(shí)的事件

Science：小型蛋白或在心臟肌肉收縮上發(fā)揮大作用。這是2016年1月刊登在國(guó)際雜志Science上的一項(xiàng)研究論文。

來(lái)自美國(guó)德州大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心（UT Southwestern Medical Center）的研究人員通過(guò)研究鑒別出了一種在人類心臟細(xì)胞中存在的小型蛋白或在心臟肌肉收縮中扮演關(guān)鍵角色，這種蛋白由一種特殊的RNA制造產(chǎn)生，而相關(guān)的RNA是一種空白或非編碼的RNA，這就說(shuō)明機(jī)體中可能還存在其它很多小型非編碼的RNA片段在機(jī)體中扮演著重要的作用。

厲害吧，非基因區(qū)域竟然可以編碼蛋白質(zhì)了，好牛！