PNAS揭示基因組的“標(biāo)點符號”
日期：2015-08-05 09:10:11
基因組不僅是蛋白質(zhì)合成的藍圖，還含有控制蛋白表達的調(diào)控指令。正因為存在這樣的調(diào)控，機體內(nèi)才能形成不同類型的細胞和組織。美國國家科學(xué)院院刊PNAS雜志最近發(fā)表的一項研究表明，一些關(guān)鍵的調(diào)控程序編碼在所謂的“垃圾DNA”中。
98%的人類基因組并不編碼蛋白，這些非編碼序列一度被認為是垃圾DNA。許多垃圾DNA來自于反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子元件（RTE），是在漫長的進化中累積起來的。RTE能夠在基因組中移動并自我拷貝，但似乎并沒有起到什么有益功能，因此也被稱為“基因組寄生蟲”。不過近年來人們發(fā)現(xiàn)，RTE其實能夠編碼重要功能，而且它們的活性與基因組調(diào)控有關(guān)。RTE已經(jīng)與干細胞功能、組織分化、癌癥發(fā)展、衰老和老年病關(guān)聯(lián)起來。
MIR（Mammalian-wide Interspersed Repeats）是一類特殊的RTE，這項研究為人們揭示了MIR在基因組調(diào)控程序中起到的重要作用。研究人員發(fā)現(xiàn)，MIR可以作為“邊界元件”，調(diào)控附近的基因活性。
邊界元件是表觀遺傳學(xué)調(diào)控序列，將轉(zhuǎn)錄活性區(qū)域和轉(zhuǎn)錄沉默區(qū)域分隔開。在不同的細胞類型中，邊界元件的位置并不相同。這種特異性機制控制著基因表達的時機和程度，邊界元件出現(xiàn)缺陷與多種疾病的病理過程有關(guān)。
喬治亞理工學(xué)院的副教授Dr. King Jordan領(lǐng)導(dǎo)研究團隊，對ENCODE項目產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行了分析，并在此基礎(chǔ)上預(yù)測了T細胞中作為“邊界元件”的MIR。“我們隨機選擇了一些預(yù)測為邊界元件的MIR序列，在小鼠細胞系和斑馬魚胚胎發(fā)育中進行了驗證，”Dr. Victoria Lunyak說。“令人驚訝的是，這些‘標(biāo)點符號’的作用在進化上非常保守。人類T細胞中作為邊界元件的MIR，也在小鼠細胞和斑馬魚中承擔(dān)著同樣的功能。”
“這是一個重要的發(fā)現(xiàn)，了解人類基因組中的RTE可以幫助人們治療多種人類疾病，包括衰老，”Lunyak說。目前，研究人員正在針對這些調(diào)控元件開發(fā)相應(yīng)的診斷和治療策略。
