基因組中的內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒對(duì)人腦很重要
大約8%的人類基因組由內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒組成。根據(jù)發(fā)表在“細(xì)胞報(bào)道”雜志上的一項(xiàng)新研究,這些逆轉(zhuǎn)錄病毒可能在人類大腦的發(fā)育以及各種神經(jīng)系統(tǒng)疾病如ALS,精神分裂癥和雙相情感障礙中發(fā)揮了重要作用。
“內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒(ERVs)已存在于人類基因組中數(shù)百萬(wàn)年,”作者說。
“它們可以在以前被認(rèn)為是不重要的DNA的一部分中找到,所謂的垃圾DNA - 研究人員現(xiàn)在開始重新考慮這個(gè)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ERV,”瑞典隆德大學(xué)研究員Johan Jakobsson博士補(bǔ)充道,該研究的相應(yīng)作者。
“它們約占2%,而ERV占總基因組的至少8%。”
“如果事實(shí)證明ERV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源。”
這正是Lund大學(xué),卡羅林斯卡學(xué)院和烏普薩拉大學(xué)的Jakobsson博士及其同事所發(fā)現(xiàn)的。
據(jù)該團(tuán)隊(duì)稱,近10,000個(gè)ERV可作為一種名為TRIM28的蛋白質(zhì)的“對(duì)接平臺(tái)”。
這種蛋白質(zhì)不僅可以“關(guān)閉”病毒,還可以“關(guān)閉”DNA螺旋中與它們相鄰的標(biāo)準(zhǔn)基因,從而使ERV的存在影響基因表達(dá)。
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。
“在這項(xiàng)研究中,我們發(fā)現(xiàn)ERV在發(fā)育中的人類胚胎中樞神經(jīng)系統(tǒng)(中樞神經(jīng)系統(tǒng))中的區(qū)域和發(fā)育階段特異性表達(dá)模式,其與涉及ERV的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)相關(guān)聯(lián),”作者說。
“我們證明了數(shù)千種ERV,其中許多是靈長(zhǎng)類特異性的ERV,作為表觀遺傳共抑制蛋白TRIM28的對(duì)接平臺(tái),導(dǎo)致在這些ERV周圍建立局部異染色質(zhì)。”
“這種抑制性轉(zhuǎn)錄網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)對(duì)大腦發(fā)育很重要的蛋白質(zhì)編碼轉(zhuǎn)錄物的表達(dá),從而提供額外的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)層。”
兩年前,Jakobsson博士的研究小組表明ERVs在神經(jīng)元中具有調(diào)節(jié)作用。
然而,該研究是在小鼠身上進(jìn)行的,而目前的研究是使用人類細(xì)胞進(jìn)行的。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。
研究人員得出結(jié)論:“我們的研究結(jié)果為未來幾項(xiàng)關(guān)于ERV作為人類大腦進(jìn)化的潛在驅(qū)動(dòng)因素,它們對(duì)個(gè)體變異的貢獻(xiàn)以及對(duì)人類大腦疾病的影響的激動(dòng)人心的未來研究開辟了道路。”
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