转座子在人类早期发育中发挥关键作用
发布时间: 2024-10-17 10:56:10
科技日报北京10月16日电 （记者张梦然）加拿大西奈医疗中心团队发现，人类早期发育中的一个关键过程是由一种能在基因组中移动的DNA片段——转座子来调控。新研究揭示了所谓的“自私DNA”实际上在人类早期发育过程中扮演重要角色，这与过去认为它们只为了自我复制的观点大相径庭。研究成果于15日发表在《发育细胞》上。
图片显示了8细胞阶段（左）和后期（右）的细胞核内部。19号染色体显示为红色，而含有基因沉默机制的核仁显示为绿色。人们可以看到 19号染色体和后期发育阶段的基因沉默机制紧密混合（右）。抑制LINE-1会使细胞逆转至早期阶段，左侧绿色/红色重叠较少就是明证。图片来源：加拿大西奈医疗中心
之前，科学家往往将转座子比作病毒，认为它们侵入人体细胞只为自我繁殖。此次，团队特别关注了一种名为LINE-1的转座子。LINE-1占据了大约20%的人体遗传物质，这些LINE-1可以自我复制并在基因组中移动，有时会插入新的位置。但因为这种行为会干扰正常的基因功能，所以它们一直被称作“自私DNA”。
长期以来，科学界普遍认为这类DNA大部分是有害的，可能导致多种疾病，包括血友病、神经系统疾病和癌症等。但现在团队观察到，在人类早期胚胎阶段，有大量LINE-1的RNA信息分子存在。RNA是从活跃基因区域转录而来的信息载体，这意味着在这个重要的发育时期，LINE-1是活跃的。
当团队尝试抑制人类胚胎干细胞（ESC）中的LINE-1表达时，这些细胞竟开始表现出倒退现象，回到了只有8个细胞组成的更早阶段。进一步实验显示，LINE-1的RNA分子在细胞核内部形成了支架结构，帮助将携带关键基因的19号染色体定位到细胞核内，从而促进胚胎向后续阶段发展。
最令人惊讶的是，LINE-1在此过程中发挥了积极的作用，促进了胚胎的正确发育。这一发现强调了LINE-1在人类生命初期成长中的重要作用。
（原标题：“自私DNA”并不那么自私 转座子在人类早期发育中发挥关键作用）
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