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生物的基因有沒有可能是「祖傳屎山」?

2020-10-21科學

說一個跟屎山有關的事情:既然基因是座屎山(大量內含子配少量外顯子),在基因改造的時候,如何只轉出有用的那部份外顯子呢?(或者說,如何屎裏淘金)

這得從原核生物的屎山說起。原核生物的屎山號稱「山外有山」,因為除去其「原核」內的自己的DNA外,細胞質裏還大量散布著別人的DNA,也就是質體(Plasmid)。這些外來質體類似我們高等生物體內的寄生蟲,利用著原核生物的核酸和胺基酸原料復制/轉譯著自己的基因——因此原核生物也非常反感它們。

細菌自己的DNA和質體的環狀DNA

上世紀的時候,人類發現了部份原核生物(最早是在大腸桿菌中發現)對抗這些質體的方法:限制性內切酶,這些酶如同切屎刀,把大量入侵的質體切斷,成為難以再復制表達的基因片段。如果類比到高等動物,這些酶就如同免疫細胞一樣,對入侵的質體以及部份病毒進行攻擊;而同樣類似免疫細胞,一般來說這些酶不會去切原核生物自己的基因,因為內切酶會辨識其自身基因的修飾基團。這樣的內切酶種類繁多,每種可以辨識一定的核酸序列,只切DNA上對應的部份。

於是生物工程師們想到了,可以把切屎刀作為工