人类基因组是对生命至关重要的复杂的基因数据马赛克,已被证明是一个奇异特征的宝库。其中有一些DNA片段可以在基因组内“跳跃”和移动,被称为“转座因子”(TEs)。
当te改变它们在基因组中的位置时,它们可能会引起突变,改变细胞的遗传特征,但它们也是我们基因组组织和表达的主要策划者。例如,TEs有助于调节元件、转录因子结合位点和嵌合转录物的产生——当来自两个不同基因或基因组部分的片段连接在一起形成新的杂交RNA分子时产生的遗传序列。
与其功能重要性相匹配的是,人们已经认识到TEs占人类DNA的一半。然而,随着它们的移动和衰老,TEs会产生一些变化,掩盖它们的原始形态。随着时间的推移,TEs会“退化”,变得不那么容易识别,这使得科学家很难在我们的基因蓝图中识别和追踪它们。
在一项新的研究中,EPFL的Didier Trono小组的研究人员发现了一种方法,通过使用来自不同物种的重建祖先基因组来提高对人类基因组中TEs的检测,这使他们能够识别以前无法检测到的人类基因组中的退化TEs。这项研究发表在《Cell Genomics》杂志上。
科学家们使用了一个由不同物种重建的祖先基因组组成的数据库,就像一台基因组“时间机器”。通过将人类基因组与重建的祖先基因组进行比较,他们可以识别出后者的TEs,经过数百万年的时间,这些TEs在人类体内已经退化(磨损)。
这种比较使他们能够检测(“注释”)在以前仅使用人类基因组数据的研究中可能遗漏的TEs。
通过这种方法,科学家们发现了比以前已知的更多的TEs,显著增加了TEs在我们DNA中所占的份额。此外,他们可以证明这些新发现的TE序列与它们最近发现的近亲发挥着相同的调节作用。
潜在的应用是巨大的:“更好地了解TEs及其调控因子可能导致对人类疾病的深入了解,其中许多疾病被认为是受遗传因素影响的,”Didier Trono说。“首先是癌症,还有自身免疫和代谢紊乱,更普遍的是,我们的身体对环境压力和衰老的反应。”
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