研究揭示了我们基因遗传中更黑暗的部分
我们基因组的一半以上都是由转座子组成的,这种DNA序列让人想起古代已经灭绝的病毒。转座子通常会被DNA甲基化过程抑制,但它们的激活会导致严重的疾病。人们对转座子知之甚少,但在一个国际合作项目中,研究人员首次成功地研究了人类细胞中DNA甲基化丢失时会发生什么。这些发现为DNA甲基化的变化如何导致疾病提供了新的见解。
即使我们的DNA完好无损,我们的表达和行为基因可以改变的。这可以通过多种方式发生,包括通过DNA甲基化,这是一种关闭基因和我们基因组的其他部分的化学过程,如转座子。
转座子——跳跃基因——有时被称为我们基因组中的黑暗部分,由可引起基因变化的转座子DNA序列组成,例如,如果它们被整合到一个基因中。这些转座子在胎儿发育过程中经常被沉默,特别是通过DNA甲基化。
“然而,有时DNA甲基化会被破坏,研究表明,这在某些癌症肿瘤和一些神经精神疾病中很重要。DNA甲基化被用作某些癌症类型的治疗靶点,如白血病,但我们仍然缺乏关于为什么这是有效的,以及为什么它只对某些类型的癌症有效的知识,”隆德大学教授、该研究的负责人约翰·雅各布森说。该研究还包括来自马克斯·普朗克分子遗传学研究所和卡罗林斯卡研究所的研究人员。研究结果发表在自然通讯.
事实上,我们对DNA中转座子的作用知之甚少。隆德大学的研究人员所持的一种理论是,DNA甲基化使基因组中未被使用的部分沉默,但直到现在才有可能研究当这一过程从人类细胞中去除时会发生什么。
研究人员在实验室中使用CRISPR/Cas9技术成功地关闭了人类神经干细胞中的DNA甲基化。
“结果非常令人惊讶。如果你关闭老鼠细胞的DNA甲基化,它们就无法存活。但当人类神经干细胞中的DNA甲基化被关闭时,它们存活了下来,一组特定的转座子被激活。这些转座子反过来影响了许多在神经细胞发育中很重要的基因,”约翰·雅各布森说。
约翰·雅各布森认为,这一结果为全新理解DNA甲基化的损失如何影响我们的基因组但他也强调,这项研究是在实验室中对培养的细胞进行的。现在,研究人员想要向前推进,看看如果他们关闭癌症中的甲基化会发生什么细胞受到DNA甲基化的影响,例如胶质母细胞瘤。
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