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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轉座子。這些尾巴很長的家伙如果插入健康的基因,就可能會引發疾病。不過迄今為止,人們還不清楚這種尾巴對于轉座子的跳躍有何作用。

 

密西根大學醫學院的研究團隊在十一月十二日的Molecular Cell雜志上發表文章指出,沒有尾巴的轉座子無法進行有效的跳躍。這項研究解決了轉座子跳躍的重要問題,有助于限制反轉錄轉座子LINE-1的行動。

 

每二百五十個致病突變中就有一個是轉座子造成的,這種遺傳學寄生蟲與多種疾病有關,比如血友病、杜氏肌營養不良、癌癥。因此,科學家們一直希望盡可能的理解轉座子的跳躍機制。

 

LINE-1在人類基因組中已經存在了相當長的時間,大約占基因組的17%。大多數LINE-1拷貝已經無法移動了,但還有一些仍然具有活力。LINE-1在跳躍時首先生成一個RNA拷貝,這段RNA指揮細胞合成兩個蛋白,幫助自己跳躍到新的位置。

 

LINE-1 RNA具有長長的poly(A)尾巴,但人們一直不了解這種尾巴的具體功能,因為缺乏poly(A)RNA無法到達蛋白質合成的地方。為了研究poly(A)尾巴對LINE-1跳躍能力的影響,研究人員建立了不含poly(A)LINE-1 RNA,并想辦法把它帶到生產蛋白的核糖體。

 

研究顯示,沒有了poly(A)尾巴轉座子的跳躍就不能發生,因為缺乏尾巴的LINE-1 RNA無法與ORF2p蛋白正確互作。ORF2pLINE-1 RNA指揮細胞合成的蛋白,它一旦結合poly(A)尾巴就會啟動跳躍所需的步驟。

 

研究人員還發現,LINE-1還有一個競爭對手——Alu。當LINE-1 RNA因為缺乏尾巴而不能跳躍的時候,Alu RNA就會跳得更好。Alu RNApoly(A)尾巴也是其跳躍能力的關鍵,但Alu RNA不具備蛋白質合成指令。這說明Alu在跟LINE-1競爭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的跳躍機制,以及如何才能阻止它們。”

 


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