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      跳躍基因協(xié)同工作以控制基因組中的程序性缺失
      
			
      
				2019-03-20 10:48:39
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      科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種新的分子家族，這種分子在單細胞淡水生物(稱為纖毛蟲)的繁殖過程中能夠精確地去除不需要的DNA。
      

      跳躍基因協(xié)同工作以控制基因組中的程序性缺失
      

      這些新分子的發(fā)現(xiàn)對我們理解基因去除(或“切除”)和重排的機制具有深遠的意義，這些機制在許多物種的發(fā)育和進化中起著至關(guān)重要的作用。研究結(jié)果發(fā)表在eLife上。
      

      轉(zhuǎn)座子是在基因組中移動的DNA片段，通過與其結(jié)合的稱為轉(zhuǎn)座酶的酶轉(zhuǎn)運。隨著轉(zhuǎn)座子在進化過程中跳躍，宿主生物可以獲得它們攜帶的基因并利用它們在稱為馴化的過程中獲得新的功能。
      

      來自稱為PiggyBac的家族的轉(zhuǎn)座酶已經(jīng)多次被馴化在各種生物體中。雖然它們的功能知之甚少，但已知它們在纖毛蟲(如草履蟲)的繁殖中起著重要作用。
      

      當(dāng)這些單細胞生物繁殖時，它們經(jīng)歷了巨大的基因組擴增并去除了相當(dāng)大比例的重復(fù)遺傳物質(zhì)，包括轉(zhuǎn)座子。這包括精確切除45,000個非編碼DNA片段(稱為內(nèi)部消除序列)，否則會中斷47%的基因組中所有基因。
      

      “我們知道PiggyBac是PiggyBac家族中的馴化轉(zhuǎn)座酶，它負責(zé)切割DNA，但我們所不知道的是切除機制是如何精確定位在DNA末端的，”主要作者Julien Bischerour解釋道。法國巴黎薩克萊大學(xué)CNRS細胞整合生物學(xué)研究所研究員。
      

      在這項研究中，研究小組確定了另外五組PiggyBac轉(zhuǎn)座酶家族，它們與PiggyMac一起準確刪除草履蟲基因組中的特定DNA片段。通過沉默不同的家養(yǎng)PiggyBac轉(zhuǎn)座酶，他們發(fā)現(xiàn)每個組都起著建筑作用，并且在繁殖和隨后的基因去除過程中PiggyMac向細胞核的運動是必不可少的。
      

      此外，阻斷PiggyBac轉(zhuǎn)座酶的活性在去除過程中引起許多錯誤。這表明一些家庭成員保留了活動，但過程變得不那么有效和準確。它還揭示了這些分子切割的優(yōu)選DNA長度的見解。一些序列在機械上難以去除的事實揭示了在進化過程中草履蟲中基因缺失的潛在限制。
      

      “我們發(fā)現(xiàn)新的PiggyMac合作伙伴，由草履蟲基因組中的五組重復(fù)基因編碼，通過轉(zhuǎn)座酶對這些非編碼序列的去除機制和對所涉及的機器的更深入了解帶來了新的見解，”資深作者MireilleBétermier解釋說，巴黎 - 薩克萊大學(xué)CNRS細胞綜合生物學(xué)研究所研究員。“根據(jù)我們的工作，未來對人類馴化轉(zhuǎn)座酶的研究應(yīng)考慮到這些分子可能在同一細胞功能中共同作用的可能性。”
      
			

			
        
      
			
      
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