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PNAS:揭示跳跃基因在压力发生时的关键角色 或有望帮助机体应对癌症等多种疾病

来源:本站原创 2020-01-09 10:09

2020年1月9日 讯 /生物谷BIOON/ --仅有大约1%的人类DNA能够编码产生蛋白质,剩下的基因组中大约有一半是由所谓的垃圾序列所组成,这些序列能将自身复制成为RNA或DNA,随后从一个位置跳动到另一个位置;此前研究中,研究人员揭示了其中一种跳跃基因在压力发生期间所扮演的关键角色;近日,一项刊登在国际杂志PNAS上的研究报告中,来自麻省总医院的研究人员通过研究报告了跳跃RNA的新型特性。

图片来源:NHGRI

从基因组一个位置跳跃到另一个位置的序列被称之为“转座元件”(转座子,transposable elements),目前研究人员并不清楚其在人类机体健康和疾病发生过程中所扮演的关键角色;长期以来研究人员一直推测其不仅仅是没有良好功能的寄生元件(parasitic elements),在最开始的研究中,研究人员发现,一种转座元件当与一种名为EZH2的蛋白质相结合时就能产生一种会被切断的RNA,这种转座元件是一种非常丰富的短分散核元件(short interspersed nuclear element,SINE)其在小鼠体内称之为B2,人类体内则称之为ALU,然而研究人员并不清楚其所制造的RNA是如何被切断的,如今研究人员发现,B2和ALU能够进行自我切断。

直到40年前,人们还认为只有蛋白质能够制造酶类,也只有酶类才能够对核酸进行切割,而核酸是构成DNA和RNA的基本元件;1982年,研究人员发现,RNA或许也能够像酶类一样发挥作用,这些RNAs被称为核糖酶(ribozymes),这一发现获得了1989年的诺贝尔化学奖,如今研究人员发现了15类核糖酶,但其大多数都是在细菌和病毒中发现的,比如在人类这样的哺乳动物中已知的核糖酶很少,而且其功能研究者也知之甚少。

由于B2和ALU在机体细胞中水平较高,因此本文研究或能让核糖酶的故事有一个新的转折,B2和ALU在机体DNA中存在成千上万个副本,其会在压力状态下大量表达,这或许是一个让人难以置信的大量核酶活动;研究者发现,B2和ALU通常是沉默的,但当受到高温或其它形式的压力时,其就会被激活,此外,当与EZH2蛋白相互作用时,其RNA切割活性也会增强。

研究者Lee指出,细胞会持续受到压力的影响,迅速的反应意味着生与死的区别,将与压力相关的基因诱导到自我切割的RNAs中似乎需要很强的适应性,这或许并不需要新型基因产物的合成,而关键在于招募另外一种名为EZH2的蛋白质因子,其似乎已经存在与细胞中,而且可以被随时动员。相关研究结果具有多种重要的临床意义,比如帮助机体有效对压力产生反应,比如在感染、癌症或自身免疫性疾病发生期间。(生物谷Bioon.com)

原始出处:

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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