【PNAS】随机序列文库中反噬菌体功能的出现揭示了基因诞生的机制

本研究通过构建约1亿条随机序列文库模拟基因诞生的早期阶段，探究新基因从非编码DNA区域从头产生的机制。研究目的旨在验证随机序列能否在噬菌体侵染压力下进化出适应性功能。实验发现数千条随机序列能赋予大肠杆菌抗噬菌体能力，主要通过两种机制：一是激活Rcs调控系统重塑细菌外膜实现广谱防御；二是转录抑制噬菌体受体OmpC实现特异性保护。结论表明随机序列可快速收敛为功能基因，揭示了微生物通过从头基因产生获得抗病毒能力的进化潜力，为基因起源机制提供了实验证据。