Science：古老蛋白质助细菌清除垃圾基因

美国纽约大学医学院的科学家在5月16日《科学》发表论文，表示在细菌基因组内发现了一种名为Rho的蛋白质，它具有调节功能，能够平衡基因的活性并能结合辅助因子“沉默”外来DNA。因为这种蛋白质的存在而使原核生物基因组中几乎不存在“垃圾基因”。
“垃圾基因”是指不编码RNA或蛋白质的基因序列。真核生物的基因组中含有大量的不编码序列，然而细菌基因组却罕见这种现象。

研究小组结合基因组学和蛋白质组学方法，用双环霉素抑制Rho的活性，观测了基因的开关情况。接下来，研究人员利用微分基因电泳（DIGE）技术挑出了大肠杆菌基因响应抗生素而产生的蛋白，并用质谱学方法鉴别了这些蛋白。结果表明Rho是广泛存在的，它几乎能够终止所有基因内的转录。它的第一个主要功能就是调节转录水平以适应细菌的翻译需求，也就是说Rho确保细菌不会负荷太多的蛋白，Rho对于细菌的生存是必需的，因为它似乎沉默了潜在的有毒基因。Rho是一种古老的蛋白，细菌中到处都是，研究人员推测Rho使细菌能够快速生长。在进化过程中，Rho可能使得基因被紧凑地‘打包’起来，从而反过来促进了细菌的快速生长。

另外，通过进一步分析，研究人员发现，Rho能够连同两个辅助因子一起“沉默”大肠杆菌体内的外来DNA。此外来DNA对大肠杆菌细胞具有毒性，在数百万年前通过基因横向转移进入大肠杆菌体内。

研究人员表示，这一发现可能有助于开发其它标靶Rho的抗生素，因为大多数细菌对抗生素的抗性都是通过横向转移获得的。