基因組中的內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒對人腦很重要
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)胞報道”雜志上的一項新研究,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)該團隊稱,近10,000個ERV可作為一種名為TRIM28的蛋白質(zhì)的“對接平臺”。
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。
關(guān)閉機制在不同的人中可能表現(xiàn)不同,因為逆轉(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,其中許多是靈長類特異性的ERV,作為表觀遺傳共抑制蛋白TRIM28的對接平臺,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)對大腦發(fā)育很重要的蛋白質(zhì)編碼轉(zhuǎn)錄物的表達,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行的,而目前的研究是使用人類細(xì)胞進行的。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35-45百萬年前將自己融入基因組中,當(dāng)時靈長類動物的進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)果為未來幾項關(guān)于ERV作為人類大腦進化的潛在驅(qū)動因素,它們對個體變異的貢獻以及對人類大腦疾病的影響的激動人心的未來研究開辟了道路。”
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