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它们被认为是“寄生基因”。尽管它们占人类DNA的一半以上,但仍有许多关于它们的知识需要了解。现在,加州大学欧文分校的生物学家为这些被称为转座子的实体提供了新的见解,提供了有朝一日可能有助于对抗癌症和衰老相关疾病的知识。
他们的研究于年8月23日发表在eLife上。
Species-specificchromatinlandscapedetermineshowtransposableelementsshapegenomeevolution,eLife().DOI:10./eLife.
转座子与编码蛋白质的基因不同,转座子制造蛋白质仅仅是为了复制自己的DNA,并将其插入其他元件。“它们是自私的寄生虫,”研究负责人、生态学和进化生物学助理教授格蕾丝·余楚文·李说。“他们让自己永存,而且大多数时候,他们不为我们做任何事情。”
几乎所有的物种都含有转座子,并发展出化学修饰来阻止它们继续复制。但转座子的百分比在基因组中差异很大。从人类的50%和蝾螈的65%到河豚的6%不等。即使在不同种类的果蝇中,这个数字也从2%到25%不等。
加州大学欧文分校的生物学家试图了解是什么导致了这种变异。他们的调查源于Lee及其同事的早期研究,该研究表明,那些阻止转座子复制的化学变化具有该团队所称的令人讨厌的副作用。"化学修饰本身会扩散到邻近的基因,并破坏它们的功能。
“在这项新的调查中,我们发现这些副作用在强度和危害性方面各不相同,”Lee说。“我们了解到,随着时间的推移,副作用对邻近基因特别有害的物种经历了更强的选择,去除了转座子。这导致现在其基因组中转座子的比例较低。
研究小组还发现,副作用严重程度的差异可能源于基因制造和分布化学修饰。生物学家计划在即将进行的研究中进一步探索这个问题。
转座子已经与一些罕见的遗传性疾病有关。最近,科学家们发现它们在衰老的大脑和某些癌细胞中被激活。
“虽然它们在这些方面的作用尚不清楚,但最终有可能通过改变产生这些化学变化的基因来开发治疗方法,”Lee说。“我们还想探索饮食和环境等因素,已知会影响细胞如何分配化学修饰,是否对转座子有影响。