Cell子刊解決跳躍基因之謎
日期：2015-11-16 08:54:53
在我們的DNA深處潛伏著許多“寄生蟲”，那就是被稱為跳躍基因的轉(zhuǎn)座子。這些尾巴很長(zhǎng)的家伙如果插入健康的基因，就可能會(huì)引發(fā)疾病。不過迄今為止，人們還不清楚這種尾巴對(duì)于轉(zhuǎn)座子的跳躍有何作用。
密西根大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)在十一月十二日的Molecular Cell雜志上發(fā)表文章指出，沒有尾巴的轉(zhuǎn)座子無法進(jìn)行有效的跳躍。這項(xiàng)研究解決了轉(zhuǎn)座子跳躍的重要問題，有助于限制反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子LINE-1的行動(dòng)。
每二百五十個(gè)致病突變中就有一個(gè)是轉(zhuǎn)座子造成的，這種遺傳學(xué)寄生蟲與多種疾病有關(guān)，比如血友病、杜氏肌營(yíng)養(yǎng)不良、癌癥。因此，科學(xué)家們一直希望盡可能的理解轉(zhuǎn)座子的跳躍機(jī)制。
LINE-1在人類基因組中已經(jīng)存在了相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，大約占基因組的17%。大多數(shù)LINE-1拷貝已經(jīng)無法移動(dòng)了，但還有一些仍然具有活力。LINE-1在跳躍時(shí)首先生成一個(gè)RNA拷貝，這段RNA指揮細(xì)胞合成兩個(gè)蛋白，幫助自己跳躍到新的位置。
LINE-1 RNA具有長(zhǎng)長(zhǎng)的poly(A)尾巴，但人們一直不了解這種尾巴的具體功能，因?yàn)槿狈?span lang="EN-US">poly(A)的RNA無法到達(dá)蛋白質(zhì)合成的地方。為了研究poly(A)尾巴對(duì)LINE-1跳躍能力的影響，研究人員建立了不含poly(A)的LINE-1 RNA，并想辦法把它帶到生產(chǎn)蛋白的核糖體。
研究顯示，沒有了poly(A)尾巴轉(zhuǎn)座子的跳躍就不能發(fā)生，因?yàn)槿狈ξ舶偷?span lang="EN-US">LINE-1 RNA無法與ORF2p蛋白正確互作。ORF2p是LINE-1 RNA指揮細(xì)胞合成的蛋白，它一旦結(jié)合poly(A)尾巴就會(huì)啟動(dòng)跳躍所需的步驟。
研究人員還發(fā)現(xiàn)，LINE-1還有一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手——Alu。當(dāng)LINE-1 RNA因?yàn)槿狈ξ舶投荒芴S的時(shí)候，Alu RNA就會(huì)跳得更好。Alu RNA的poly(A)尾巴也是其跳躍能力的關(guān)鍵，但Alu RNA不具備蛋白質(zhì)合成指令。這說明Alu在跟LINE-1競(jìng)爭(zhēng)ORF2p蛋白，文章資深作者John Moran教授說。這也意味著Alu是寄生蟲的寄生蟲。
“我們的DNA含有許多不能跳躍的LINE-1垃圾拷貝，也有少量能夠跳躍的LINE-1，”Moran指出。“我們需要在RNA水平上理解LINE-1 RNA的跳躍機(jī)制，以及如何才能阻止它們。”
