舒爾金娜與哈佛大學(xué)生物學(xué)家Sean Eddy在《eLife》雜志的一篇新論文中描述了一種全新電腦程序,可以讀取任何基因組序列并破譯其遺傳密碼,。這個名為Codetta的程序有可能幫助科學(xué)家擴大對遺傳密碼如何演變的理解,并正確解釋新測序生物體的遺傳密碼,。
遺傳密碼是一套規(guī)則,,告訴細(xì)胞如何將核苷酸的三個字母組合解釋為蛋白質(zhì),通常被稱為生命的組成部分,。幾乎每個生物體,,從大腸桿菌到人類,都使用相同的遺傳密碼,。這就是為什么該代碼曾經(jīng)被認(rèn)為是一成不變的,。但是科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了少數(shù)離群索居的生物體,即使用替代性遺傳密碼的生物體存在著一套不同的指令,。
這就是Codetta可以大顯身手的地方,。該程序可以幫助識別更多使用這些替代性遺傳密碼的生物體,,幫助揭示遺傳密碼甚至發(fā)生變化的新線索。目前,,Codetta已經(jīng)分析了超過25萬個細(xì)菌和其他被稱為古細(xì)菌的單細(xì)胞生物基因組序列,,以尋找替代的遺傳密碼,并且已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了五種從未見過的情況,。在所有五個案例中,,氨基酸精氨酸的代碼被重新分配到一個不同的氨基酸上。據(jù)信這標(biāo)志著科學(xué)家首次在細(xì)菌中看到這種交換,,并可能暗示改變遺傳密碼的進化力量,。
研究人員說,這項研究標(biāo)志著對替代遺傳密碼的大篩選,。Codetta基本上分析了所有可獲得的細(xì)菌和古細(xì)菌的基因組,。該程序的名稱是密碼子和羅塞塔石碑之間的交叉,羅塞塔石碑是一塊刻有三種語言的石板,,密碼子是由三個核苷酸組成的,,構(gòu)成了遺傳密碼的一部分。
舒爾金娜在過去五年中發(fā)展了Codetta背后的統(tǒng)計理論,,編寫程序,,測試它,然后分析基因組,。它的工作原理是讀取生物體的基因組,,然后利用已知的蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫來產(chǎn)生一個可能的遺傳密碼。它與其他類似方法不同,,因為它可以分析基因組的規(guī)模,。舒爾金娜在2016年加入了艾迪的實驗室,該實驗室專門從事基因組的比較,,在她設(shè)計的解讀遺傳密碼的算法上向他尋求建議,。
到目前為止,還沒有人對替代性遺傳密碼做如此廣泛的調(diào)查,。該系統(tǒng)有可能被用來確保存放蛋白質(zhì)序列許多數(shù)據(jù)庫的準(zhǔn)確性,。研究人員說,這項工作的下一步是利用Codetta搜索病毒,、真核生物以及線粒體和葉綠體等有機體基因組中的替代編碼,。