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研究发现被嵌在我们DNA中的古病毒帮助打开和关闭基因

(2025-08-03 07:58:53)

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研究发现被嵌在我们DNA中的古病毒帮助打开和关闭基因

By Ben Turner published 10 hours ago

一项新的研究已经揭示从古代病毒降生的“垃圾DNA”可能在控制基因中起一个关键角色。

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病毒点被嵌在人类基因组内，帮助来控制哪些基因是活跃的。(Image credit: Shutterstock)

一项新的研究发现，人类从古代病毒获得的DNA在打开和关闭我们的部分基因密码中起一个关键角色。

近一半的人类基因组由叫可转座元素（TE）的片段组成，也称为“跳跃基因”，因为它们能围绕基因组跳跃。其中一些可转座元素是把它们自己嵌入我们祖先的基因组的古老病毒的残余，已经传了数百万年。

在可转座元素被发现后的几十年里，科学家们假定了它们不服务任何用处——它们是“垃圾”DNA。但这项新研究添加越来越多的这种描述远不是正确的的证据。

研究提示，这些堂皇的我们的DNA的休眠延伸远不是无功能的化石，它们在调节基因表达中可能是至关重要的，尤其在早期发育期间。科学家们于7月18日在《科学进展》杂志上发表了他们的发现。

京都大学人类生物学高级研究所的研究协调员井上（Hiromi Nakao Inoue）在一份声明中说：“我们的基因组很久以前被测序，但它的许多部分的功能仍然未知。可转座元素被认为在基因组进化中起一个重要角色，随研究继续推进它们的意义被期望变得更加清晰” 。

毕竟不是如此垃圾的

可转座元素被认为是“垃圾”，因为它们似乎对蛋白质的创造无相关——蛋白质是构建细胞并保持它们运转的分子。虽然基因携带蛋白质的蓝图，但这些重复的可转座元素长期以来一直被忽略为“无功能”的DNA。

然而近年来这些重复的我们基因组的部分在基因调控中起一个角色的证据已经开始堆积起来。例如，它们的编码往往被用于制造非编码RNA，一种能作用在其它基因上来分化细胞和调节胚胎生长的分子。

更详细的可转座元素的研究已经被CRISPR弄得可能的。著名的基因编辑工具已经使科学家们来窥视可转座元素如何影响染色素的结构——染色素是从中染色体被弄成的DNA和蛋白质的混合物——并在受精后跳跃启动一个胚胎的基因活动。

这项新研究背后的科学家集中在一个叫MER11的特定可转座元素家族上。该家族属于大约4000万年前进入了灵长类动物基因组的一类更大的可转座元素。

研究人员基于它们的对彼此的进化关系分类了MER11家族内的序列。这产生了四个子组，从MER11_G1（最古老的）到MER11_G4（最年轻的）。

为看这些可转座元素对细胞有的影响，他们将近7000个序列插入实验室培养皿中的细胞中。这些来自人类和其他灵长类动物的序列被放置在干细胞和早期神经细胞内，然后测量了它们的基因活性。

他们的结果表明了MER11家族的最年轻的成员——MER11_G4——有一个强的来激活基因的能力。它们配备有独特的“转录因子结合位点”，这些位点是对发育是关键的DNA图案，起控制基因表达蛋白质的对接垫的作用。