PNAS:揭示跳躍基因在壓力發生時的關鍵角色 或有望幫助機體應對...

2020-12-05 生物谷

2020年1月9日 訊 /生物谷BIOON/ --僅有大約1%的人類DNA能夠編碼產生蛋白質，剩下的基因組中大約有一半是由所謂的垃圾序列所組成，這些序列能將自身複製成為RNA或DNA，隨後從一個位置跳動到另一個位置；此前研究中，研究人員揭示了其中一種跳躍基因在壓力發生期間所扮演的關鍵角色；近日，一項刊登在國際雜誌PNAS上的研究報告中，來自麻省總醫院的研究人員通過研究報告了跳躍RNA的新型特性。

圖片來源：NHGRI

從基因組一個位置跳躍到另一個位置的序列被稱之為「轉座元件」（轉座子，transposable elements），目前研究人員並不清楚其在人類機體健康和疾病發生過程中所扮演的關鍵角色；長期以來研究人員一直推測其不僅僅是沒有良好功能的寄生元件（parasitic elements），在最開始的研究中，研究人員發現，一種轉座元件當與一種名為EZH2的蛋白質相結合時就能產生一種會被切斷的RNA，這種轉座元件是一種非常豐富的短分散核元件(short interspersed nuclear element，SINE)其在小鼠體內稱之為B2，人類體內則稱之為ALU，然而研究人員並不清楚其所製造的RNA是如何被切斷的，如今研究人員發現，B2和ALU能夠進行自我切斷。

直到40年前，人們還認為只有蛋白質能夠製造酶類，也只有酶類才能夠對核酸進行切割，而核酸是構成DNA和RNA的基本元件；1982年，研究人員發現，RNA或許也能夠像酶類一樣發揮作用，這些RNAs被稱為核糖酶（ribozymes），這一發現獲得了1989年的諾貝爾化學獎，如今研究人員發現了15類核糖酶，但其大多數都是在細菌和病毒中發現的，比如在人類這樣的哺乳動物中已知的核糖酶很少，而且其功能研究者也知之甚少。

由於B2和ALU在機體細胞中水平較高，因此本文研究或能讓核糖酶的故事有一個新的轉折，B2和ALU在機體DNA中存在成千上萬個副本，其會在壓力狀態下大量表達，這或許是一個讓人難以置信的大量核酶活動；研究者發現，B2和ALU通常是沉默的，但當受到高溫或其它形式的壓力時，其就會被激活，此外，當與EZH2蛋白相互作用時，其RNA切割活性也會增強。

研究者Lee指出，細胞會持續受到壓力的影響，迅速的反應意味著生與死的區別，將與壓力相關的基因誘導到自我切割的RNAs中似乎需要很強的適應性，這或許並不需要新型基因產物的合成，而關鍵在於招募另外一種名為EZH2的蛋白質因子，其似乎已經存在與細胞中，而且可以被隨時動員。相關研究結果具有多種重要的臨床意義，比如幫助機體有效對壓力產生反應，比如在感染、癌症或自身免疫性疾病發生期間。（生物谷Bioon.com）

原始出處：

Alfredo J. Hernandez, Athanasios Zovoilis, Catherine Cifuentes-Rojas, et al. B2 and ALU retrotransposons are self-cleaving ribozymes whose activity is enhanced by EZH2, PNAS (2019), doi:10.1073/pnas.1917190117

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