一个新模型解释了自然界中DNA的大小差异

特拉维夫大学开发的一种新模型为以下科学问题提供了可能的解决方案：为什么中性序列(有时被称为“垃圾DNA”)不会从自然界生物的基因组中消失，并继续存在于其中甚至数百万多年后。

根据研究人员的说法，解释是垃圾DNA通常位于功能DNA附近。垃圾和功能DNA之间边界周围的删除事件可能会损坏功能区域，因此进化会拒绝它们。该模型有助于理解在自然界中观察到的各种基因组大小。

新模型描述的现象被研究团队称为“边界诱导选择”。它是在博士的领导下开发的。学生GilLoewenthal在生命科学学院Shmunis生物医学和癌症研究学院TalPupko教授的实验室，并与ItayMayrose教授(特拉维夫大学生命科学学院)合作。该研究发表在《开放生物学》杂志上。

研究人员解释说，在整个进化过程中，自然界生物的基因组大小会发生变化。例如，某些蝾螈​​物种的基因组比人类基因组大十倍。

Pupko教授解释说：“缺失和短插入的比率，简称为‘插入缺失’，通常通过检查假基因来测量。假基因是已经失去功能的基因，其中经常发生突变，包括缺失DNA片段的插入和插入。在之前对插入缺失进行表征的研究中，发现在包括细菌、昆虫，甚至哺乳动物(如人类)在内的多种生物中，缺失的速率大于添加的速率。我们尝试的问题答案是当DNA删除事件的概率明显大于DNA添加事件时，基因组是如何不被删除的。”

博士学生Loewenthal说：“我们对DNA水平的进化动力学提供了不同的观点。如前所述，在测量插入缺失率时会有更多的缺失，但测量是在相当长的序列假基因中进行的。我们声称，在较短的中性片段中，缺失可能会删除相邻的功能片段，这些片段对生物体的功能至关重要，因此会被拒绝。我们称这种现象为‘边界诱导选择’。”

“如果是这样，当片段较短时，就会出现反向偏差，插入多于缺失，因此通常会保留较短的中性片段。在我们的研究中，我们模拟了插入缺失的动态，同时考虑到“边界诱导选择”的影响，并将模拟结果与人类内含子长度的分布进行比较(内含子是蛋白质编码基因中间的DNA片段，它们本身不编码蛋白质)。

“在模拟结果和自然界中观察到的长度分布之间获得了很好的匹配，我们能够解释内含子长度分布中的特殊现象，例如内含子长度的巨大变化，以及复杂的看起来不像标准钟形曲线的分布形状。”