基因組中的病毒對(duì)我們的大腦很重要
數(shù)百萬(wàn)年來(lái),逆轉(zhuǎn)錄病毒已被納入人類DNA,目前它們占總基因組的近10%。瑞典隆德大學(xué)的一個(gè)研究小組現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了這些逆轉(zhuǎn)錄病毒可能對(duì)基因表達(dá)產(chǎn)生影響的機(jī)制。這意味著它們可能在人類大腦的發(fā)育以及各種神經(jīng)疾病中發(fā)揮了重要作用。
逆轉(zhuǎn)錄病毒是一組特殊的病毒,包括一些危險(xiǎn)的病毒,如艾滋病病毒,而另一些則被認(rèn)為是無(wú)害的。Johan Jakobsson及其在隆德的同事研究的病毒被稱為內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒(ERV),因?yàn)樗鼈円汛嬖谟谌祟惢蚪M中數(shù)百萬(wàn)年。它們可以在以前被認(rèn)為不重要的DNA的一部分中找到,因此被稱為垃圾DNA - 研究人員現(xiàn)在開始重新考慮這一概念。
“控制體內(nèi)各種蛋白質(zhì)產(chǎn)生的基因代表我們DNA的比例小于內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒。它們占大約2%,而逆轉(zhuǎn)錄病毒占基因組總數(shù)的8-10%。如果結(jié)果是他們能夠影響蛋白質(zhì)的產(chǎn)生,這將為我們提供關(guān)于人類大腦的巨大新信息來(lái)源,“Johan Jakobsson說(shuō)。
這正是研究人員發(fā)現(xiàn)的。他們已經(jīng)確定,在我們的基因組中已經(jīng)建立了數(shù)千種逆轉(zhuǎn)錄病毒,可以作為一種名為TRIM28的蛋白質(zhì)的“對(duì)接平臺(tái)”。這種蛋白質(zhì)不僅能夠“關(guān)閉”病毒,還能“關(guān)閉”DNA螺旋中與其相鄰的標(biāo)準(zhǔn)基因,從而使ERV的存在影響基因表達(dá)。
這種關(guān)閉機(jī)制在不同的人中可能表現(xiàn)不同,因?yàn)槟孓D(zhuǎn)錄病毒是一種遺傳物質(zhì),可能最終在基因組的不同位置。這使它成為進(jìn)化的可能工具,甚至是神經(jīng)系統(tǒng)疾病可能的潛在原因。事實(shí)上,有研究表明ERV在幾種神經(jīng)系統(tǒng)疾病如ALS,精神分裂癥和雙相情感障礙中的偏離調(diào)節(jié)。
兩年前,Johan Jakobsson的研究小組表明,ERV在神經(jīng)元中具有調(diào)節(jié)作用。然而,這項(xiàng)研究是在小鼠身上進(jìn)行的,而新的研究 - 發(fā)表在Cell Reports雜志上- 是用人體細(xì)胞制作的。
在這種情況下,小鼠和人之間的差異尤為重要。許多已經(jīng)內(nèi)置于人類DNA中的逆轉(zhuǎn)錄病毒不存在于除人類和我們最親近的親屬 - 大猩猩和黑猩猩之外的物種中。他們似乎已經(jīng)在35-45百萬(wàn)年前將自己融入基因組中,當(dāng)時(shí)靈長(zhǎng)類動(dòng)物的進(jìn)化譜系在舊世界和新世界之間劃分。
“我們對(duì)大腦整體發(fā)育的了解大部分來(lái)自果蠅,斑馬魚和老鼠。但是,如果內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒影響大腦功能,并且我們擁有自己的這些ERV,那么它們所影響的機(jī)制可能有助于人類大腦的發(fā)展“,約翰雅各布森說(shuō)。
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