為什么很久以前人類基因組沒有被粉碎
在1月7日的“ 通信生物學”雜志上,InsideOutBio的研究人員認為,反向扭曲的一種不同尋常的DNA可能有助于阻止垃圾DNA對人類基因組的入侵。這種機制隨后演變成一種防御現(xiàn)代病原體的機制。在其進化過程中,人類基因組受到屬于Alu家族的垃圾成分的攻擊。這些元素唯一知道如何做的就是一遍又一遍地復制自己。它們進入無限循環(huán)的DNA插入,??轉錄成RNA,然后將RNA復制回DNA。它們優(yōu)先歸巢于活性基因,從而保證它們轉錄回RNA。在這個過程中,垃圾元素以一種對物種可能致命的方式破壞它們侵入的基因。如果不加以控制,垃圾元素是一種存在的威脅。人類如何在這次襲擊中幸存下來?
在1月7日的通訊生物學雜志上艾倫·赫伯特(Alan Herbert)認為,一種具有反向扭曲的不尋常形式的DNA可能會提供答案。DNA的不尋常之處在于兩條DNA鏈形成左手階梯,而Watson和Crick DNA則是右撇子。左手構象稱為Z-DNA,它結合了一種同樣不尋常的酶ADAR1,它將雙鏈RNA中的“A”字母改為等同于“G”字母。諸如此類的RNA編輯事件破壞了垃圾元素無意義地復制自身的能力。ADAR1以其Z結合域為靶標。該酶利用垃圾序列中的易損性,有利于在轉錄過程中形成左旋Z-DNA并形成左旋Z-RNA,因為轉錄本折回自身以啟動將自身DNA拷貝插入其中基因組。
在現(xiàn)代,Z-binding ADAR1已被用于調(diào)節(jié)先天免疫系統(tǒng)。通過停用由殘余垃圾DNA產(chǎn)生的雙鏈RNA和由引起天花的病毒引起的雙鏈RNA,ADAR1調(diào)節(jié)干擾素響應基因的激活,確保先天免疫系統(tǒng)反應具有正確的量級。只有長形式的Z結合形式的ADAR1才能調(diào)節(jié)干擾素的產(chǎn)生。如果不這樣做會導致Aicardi-Goutières綜合癥。ADAR1還與DICER1配對,DICER1是RNA干擾途徑的關鍵部分,對于滅活Alu片段和病毒也很重要。ADAR1的Z結合可能是將DICER酶靶向垃圾元件的關鍵。DICER1途徑的失敗與年齡相關的黃斑變性有關。
雖然取得了很大進展,但赫伯特博士說:“目前仍有許多尚未解決的問題可通過實驗解決。我們對Z-DNA和Z-RNA的生物學作用的理解將會隨著這些結果的出現(xiàn)而大大改善。遠遠表明DNA的形狀而不是其序列是編碼基因組中遺傳程序的另一種方式。令人興奮的是,認為Z構象可能在保護人類基因組的過程中發(fā)揮了如此重要的作用。我們的進化。新的見解可以提高對免疫相關疾病的認識,并有助于開發(fā)新的治療方法。例如,最近有報道稱,ADAR失活對干擾素反應的刺激增強了對檢測點抑制劑的抗腫瘤反應。癌癥的動物模型。“
事故一直在發(fā)生。需要一段時間才能意識到有時候會有好的和令人驚訝的結果,特別是在科學方面。大約40年前偶然發(fā)現(xiàn)了Z-DNA。如Watson和Crick所描述的那樣,兩條DNA鏈被扭曲到左側而不是右側是不尋常的。有人問道:它只是其中之一還是大自然利用這種不尋常的形狀?起初,有很多興奮,然后與高能量Z型DNA一起工作的低迷測試了當時可能的實驗極限。然而,由于許多有才華的科學家的出色工作,這一進步使Z-構象的重要性重新成為焦點。赫伯特博士領導的團隊經(jīng)過長時間的搜索后發(fā)現(xiàn)了ADAR1的Z結合特性。
赫伯特博士是一名醫(yī)學博士和免疫學家,現(xiàn)在是InsideOutBio的總裁兼首席信息官,該公司正在尋求新的癌癥免疫療法,以提供長期保護,防止疾病再次發(fā)生。
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