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在 de novo 基因起源研究中的一个核心开放性问题是：驱动这类进化上年轻的 de novo 蛋白编码基因出现的分子机制和功能仍然知之甚少。金属螯合是一种简单、可直接选择的活性，它既不需要特定的相互作用伙伴，也与内在无序相容，因此可能是一种可行的功能。为检验这一可能性，本研究使用了 7,849 个具有转录支持、仍在分离中的果蝇（Drosophila melanogaster）de novo 开放阅读框中的序列特征签名。值得注意的是，这些新开放阅读框（neORFs）在具备金属配位能力的间距 H-x-H 和 H-x-x-x-H 处富集双组氨酸基序，而相对于经重复屏蔽的基因间 ORF，则在不相容的偶数间距处未见富集。尤其值得注意的是，这些 neORFs 还缺乏经典金属结合蛋白所具有的 C-x-x-C 语法。我报告称，这一 H-x-H 双组氨酸信号由果蝇中 (CA) 微卫星翻译为 His-Thr-His 所产生，其证据包括：H-x-H 基序内存在 CAC 密码子偏倚，以及中心位置上苏氨酸四倍富集。我提出，反复发生的微卫星扩增为果蝇提供了一类分布式、独立起源的候选金属结合 de novo 肽。随后，我追踪了一个 neORF（ZMEG）从保守的祖先非编码序列，演化为一个可转录的、melanogaster 谱系的开放阅读框；其由 (CA)9 派生的 His 串联序列构成了一个候选的 His32-His36 双组氨酸位点。我提出，这类 de novo 蛋白可能构成一个分子类别，其共同性不在于共同祖先，而在于它们都起源于可进化的重复序列，这凸显了分子进化中“涌现偏倚”的重要性。
在研究从头基因起源（de novo gene origination）时，一个核心开放问题是：驱动这类进化上年轻的从头蛋白编码基因出现的分子机制和功能仍知之甚少。金属螯合是一种简单、可直接选择的活性，既不需要特定相互作用伙伴，也与内在无序相容，因此是一种可能的功能。研究者利用7,849个有转录支持、仍在分离分化中的黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）从头开放阅读框的序列特征检验了这一可能性。有趣的是，这些新开放阅读框（neORFs）在金属配位能力匹配的间隔H-x-H和H-x-x-x-H处富集双组氨酸基序，而相对于重复屏蔽的基因间ORFs，在不相容的偶数间隔处则未见富集。值得注意的是，这些neORFs还被发现缺乏典型金属结合蛋白所具有的C-x-x-C语法。我报告称，这一H-x-H双组氨酸信号是由黑腹果蝇中(CA)微卫星翻译为His-Thr-His所产生的，其证据是H-x-H基序内部存在CAC密码子偏倚，并且中心位置出现四倍的苏氨酸富集。我提出，反复发生的微卫星扩增为黑腹果蝇提供了一类分布式、独立起源的候选金属结合从头肽。随后，我追踪了一个neORF（ZMEG），从保守的祖先非编码序列到一个被转录的、黑腹果蝇谱系特有的开放阅读框；其由(CA)9衍生的His串呈现出一个候选的His32-His36双组氨酸位点。我提出，此类从头蛋白可能构成一类分子，其共同之处并非共同祖先，而是都起源于可进化的重复序列，这凸显了分子进化中出现偏倚的重要性。
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.19.745823v1?rss=1
🏷️ 从头开放阅读框 果蝇 双组氨酸基序 金属螯合 微卫星扩增 de novo 基因起源