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(kuò)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(jìn)化力量。

研究人員說，這項研究標(biāo)志著對替代遺傳密碼的最大篩選。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(jī)體基因組中的替代編碼。

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