科学家发现自私的DNA对人类早期发育至关重要

导读 西奈医疗中心的研究人员发现,人类早期发育过程中的一个关键转变不是由我们自己的基因调控的,而是由能够在基因组中移动的 DNA 元素(称为...

西奈医疗中心的研究人员发现,人类早期发育过程中的一个关键转变不是由我们自己的基因调控的,而是由能够在基因组中移动的 DNA 元素(称为转座子)调控的。

这一重大发现挑战了我们之前对这些难以捉摸的 DNA 片段的理解,为它们在人类发展和疾病中发挥的作用提供了新的见解。

“人们倾向于认为转座子类似于病,它们劫持我们的细胞只是为了自我繁殖,”这项研究的资深合著者、西奈健康旗下 Lunenfeld-Tanenbaum 研究所 (LTRI) 的高级研究员兼多伦多大学分子遗传学系教授 Miguel Ramalho-Santos 博士说。

“但我们在这里发现,这些元素不仅仅是基因组寄生虫,而且对于早期发育至关重要,”担任加拿大 150 发育表观遗传学研究的 Ramalho-Santos 博士说。

他们的研究发表在《发育细胞》杂志上,指出转座因子对于确保人类胚胎细胞在早期发育过程中正常发展而不是倒退至关重要。

研究人员重点研究了 LINE-1(长散布核元件 1)转座因子。我们自己的基因只占基因组的不到 2%,而 LINE-1 元件却占我们细胞遗传物质的 20%,这真是令人吃惊。

一些 LINE-1 元件可以扩增并在基因组中移动,将自身插入到新位置。由于它们会自行扩散,从而破坏正常的基因功能,因此它们获得了“自私 DNA”的绰号。

多年来,科学家认为这些元素大多是有害的,偶尔会破坏基因组并导致各种疾病,从血友病到神经系统疾病和癌症。

这项研究的领头人、资深合著者兼博士后研究员张娟博士最初发现,LINE-1 RNA 信息在早期胚胎中大量存在,这很有趣。RNA 信息分子是从基因组中活跃的部分转录而来的,这表明 LINE-1 元素在这些关键的早期阶段被开启。

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