想象一下，只要一个侧手翻就能改变你的外表。棕色的头发只要轻轻一翻就会变成淡金色。这类似于某些原核生物或单细胞生物(如细菌)在经历被称为反转的过程时所发生的情况。

一个基因只能编码一种蛋白质的生物学基本原则受到了斯坦福大学医学专家的研究的质疑。研究表明，导致DNA序列物理翻转并改变生物体遗传特性的倒位可以发生在单个基因内。

血液学博士后学者Rachael Chanin博士说:“细菌比我原来想象的还要酷，我是一名微生物学家，所以我已经认为它们很酷了。”

根据Chanin的说法，微生物学家几十年前就知道细菌可以通过翻转DNA的一小部分来激活或使基因失活，但据研究人员所知，这些翻滚的片段从未在单个基因的边界内被发现。

类似于把单词“狗”中的字母从“我是狗”变成“我是神”，句子的意思可能完全改变，基因内反转本质上使用相同的材料来重新编码细菌的基因。这可能导致一个序列，当反转时，编码不同蛋白质的产生，基因的激活，或基因活性的停止。

这项研究发表在《自然》杂志上。这项工作由Chanin和Patrick West博士(前博士后学者)共同领导。Bhatt是这项研究的资深作者。

善变的

在20世纪20年代寻找沙门氏菌治疗方法的科学家们发现了逆转的第一个迹象。为了防止感染，他们试图从感染了这种细菌的动物身上获得抗体。他们的想法是，这些免疫分子可以传递给新的动物。

然而，它从未成功过，因为即使是他们确定基因相同的细菌菌株也可能产生抗药性。研究人员现在了解到，这种细菌之所以能够逃避动物的免疫，是因为它的编码发生了反转。

从那时起，微生物学家在属于不同类型的原核生物的短DNA片段中发现了倒置。然而，Bhatt和她的同事质疑它们是否也可能发生在单个基因中。韦斯特开发了一种被称为PhaVa的算法来寻找细菌中潜在的基因组倒置。

该程序下载了来自不同原核生物的数千个基因组序列片段，并搜索那些看起来“易动摇”的区域，即具有冗余回文质量的片段，即反向重复序列，如潜在反转另一侧的CCTTA和ATTCC。

该程序将虚构的基因组与实际序列进行比较，编制一个数据库，记录这些序列被翻转后的样子。接下来，它计算生物体基因组中包含翻转和未翻转序列的位置;每个匹配表示一个潜在的反转。

该软件首次发现了基因内的逆转录，在细菌和其他原核生物物种中发现了数千种逆转录。Bhatt说，这就产生了一种假设，即单基因倒转会发生，而且可能在某种程度上很普遍。

巴特说:“这对我们来说真的很惊讶。据我们所知，这种情况以前从未出现过。”

还有一个主要的谜团:是什么触发了倒转?该小组假设，特定的环境刺激和特定的酶促进并导致了这种转换。

解释反演

虽然倒置还有很多需要学习的地方，但Bhatt相信它有很多潜在的用途。

“这实际上是一种可遗传的、可逆的基因调控，”她说。

她提出，合成生物学研究可能会受益于科学家们未来的能力，即利用倒置来开发一种可切换的细菌系统来控制它们的基因表达。或者，一些疾病和细菌倒置的状况可能相关;在这种情况下，有可能改变细菌的状态并控制疾病。