在逐一研究模式植物擬南芥的遺傳組成時，達特茅斯大學(xué)的兩名研究人員發(fā)現(xiàn)了一個驚人的現(xiàn)象。他們發(fā)現(xiàn)將近36％的擬南芥基因組可能是由生物通調(diào)控的，這比早先估計的百分比要高3倍半。

這項研究發(fā)表在6月期的《植物生理學(xué)》雜志上，作者為達特茅斯大學(xué)的生物科學(xué)教授Robertson McClung和其前研究生Todd Michael。Michael現(xiàn)為加州Salk研究所的博士后。他們這項對生物鐘控制的基因的研究將有助于促進旨在提高植物產(chǎn)量的研究，還可能據(jù)此培育出對土壤和氣候條件更有耐力的作物。

McClung 和 Michael利用一種叫做基因捕獲(gene trapping)或增強子捕獲(enhancer trapping)的技術(shù)來測定基因組合成多少mRNA。根據(jù)McClung，基因轉(zhuǎn)錄為mRNA時，發(fā)生大量基因調(diào)控。

在這項研究中，研究人員隨機向基因組插入一個編碼一種易測定蛋白的基因--熒光素酶基因(這種酶表達時會發(fā)出熒光)，以查明哪些基因與mRNA的合成有關(guān)。熒光素酶只有在插入到一個活性植物基因旁邊時才會表達，它可以標志該基因的自然表達。用這種方法，研究人員發(fā)現(xiàn)了基因組中受生物鐘控制的新區(qū)域。

“就生物鐘控制的mRNA合成而言，其范圍似乎比我們早先預(yù)想的要廣泛得多，我們的發(fā)現(xiàn)與已被廣為接受的教條相反”McClung說。這是從一個稍微不同的角度對生物鐘調(diào)控的基因表達的重新審視，得到的答案也略有不同。我認為我們的研究指出了基因芯片分析的一些局限性。”他補充說。

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早先的比較遺傳學(xué)研究使用的是基因芯片分析技術(shù)，只測定出擬南芥基因組中有10%左右的mRNAs表現(xiàn)出根據(jù)生物鐘表達增減。芯片研究檢查的是mRNA的總量，包括合成和降解的mRNA。而McClung 和 Michael的測量方法專門檢查了mRNA合成的速率。

關(guān)于mRNA合成受生物鐘調(diào)控的基因數(shù)與mRNA豐富度顯示出生物鐘周期的振蕩性的基因數(shù)之間的差異的疑問仍然存在。

“這個答案可能在于mRNA的穩(wěn)定性‘如果mRNA太穩(wěn)定，那么這種周期振蕩性就會顯現(xiàn)出來，因為絕大多數(shù)mRNA都會穩(wěn)固表達，形成一種明顯的連續(xù)性累積的模式。”McClung說。“也有可能我們檢查的恰巧是孤兒元件，這些元件實際上沒有什么調(diào)控作用。”