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      當(dāng)它“裸露”時新發(fā)現(xiàn)的小RNA片段可以保護基因組
      
			
      
				2019-06-13 09:39:15
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      我們的基因組是雷區(qū)，帶有潛在破壞性的DNA序列，成千上萬的哨兵守衛(wèi)著這些序列。這些稱為表觀遺傳標(biāo)記的哨兵在這些斑點處附著于雙螺旋，并防止下面的DNA序列彈入破壞性作用。
      

      當(dāng)它“裸露”時新發(fā)現(xiàn)的小RNA片段可以保護基因組
      

      大約一半的人類基因組由這些破壞性序列組成。它們是古代病毒和被稱為轉(zhuǎn)座子和反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子的寄生元素在長期進化過程中融入其中的地方。因此，令人驚訝的是，在生命周期的兩個最關(guān)鍵的過程中，哨兵被移除，使基因組裸露。很快就會歡迎維護者回來，但是只有在表觀遺傳的板巖被擦干凈的間隔之后。
      

      今天在Cell，來自冷泉港實驗室(CSHL)的一個團隊描述了它可能被認(rèn)為是哨兵的緊急替代品的發(fā)現(xiàn)，只有在這些奇怪的不設(shè)防時刻，沖擊部隊才會在整個基因組中服務(wù)。具體而言，這些防御者在將它們植入母體子宮壁之前，在其發(fā)育的早期階段保護哺乳動物胚胎中的基因組。
      

      植入前胚胎是兩種正常設(shè)置中的一種，其中表觀遺傳標(biāo)記在被重新刻錄之前被擦拭干凈。另一個環(huán)節(jié)是形成生殖細(xì)胞的一個步驟 - 精子和卵子 - 它們具有生物學(xué)已知的臨時防御者，即所謂的piwi相互作用RNA(piRNA)。今天發(fā)表的研究由第一作者，Rob Martienssen實驗室的博士后研究員Andrea Schorn領(lǐng)導(dǎo)，證明了另一種小RNA在表觀遺傳重編程間隔期間在植入前胚胎中發(fā)揮了類似的基因組防御作用。Martienssen博士是CSHL教授，HHMI-Gordon和Betty Moore基金會調(diào)查員。
      

      新發(fā)現(xiàn)的防御者有兩種 - 由18和22個核苷酸組成的RNA片段。Schorn博士發(fā)現(xiàn)，這些RNA片段是逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子中序列的完美補充，必須參與這些序列才能激活基因組寄生蟲。
      

      這一事實導(dǎo)致了這一發(fā)現(xiàn)。Schorn仔細(xì)檢查了小鼠胚胎干細(xì)胞的內(nèi)容，發(fā)現(xiàn)許多自由漂浮的RNA片段長度為18個核苷酸。計算機分析顯示它們的序列完全匹配轉(zhuǎn)移RNA內(nèi)的序列。tRNA普遍存在，并參與蛋白質(zhì)的合成。數(shù)十年來已知tRNA被長末端重復(fù)(LTR) - 反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子劫持，它們的一部分序列在引物結(jié)合位點(PBS)停靠并啟動激活基因組寄生蟲的過程。
      

      “知道LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子需要tRNA復(fù)制，我們很容易相信我們在植入前胚胎干細(xì)胞中看到的這些18核苷酸t(yī)RNA片段可能會干擾這一過程，”Schorn說。“我們認(rèn)為細(xì)胞是故意將全長tRNA切割成較小的片段，因為tRNA和從它們切下的片段識別PBS。這意味著小的tRNA衍生片段能夠占據(jù)該位點并抑制反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子復(fù)制和流動性，“Martienssen解釋道。
      

      Martienssen說，這些影響可能具有深遠(yuǎn)意義。這似乎告訴我們一種方式，哺乳動物的基因組已經(jīng)容忍了大量的轉(zhuǎn)座子和其他寄生元素，即使在基因組被清除抑制性表觀遺傳標(biāo)記的時期也是如此。“這是一種非常古老的機制，細(xì)胞發(fā)現(xiàn)它不僅可以抑制反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子，還可以幫助抵御病毒，”Martienssen說。
      
			

			
        
      
			
      
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