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精准医疗:揭示转座子调控人脑神经元分化和神经传递活动的分子机制

2021-09-01 02:15:01
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  人类基因中包含超过450万个称之为转座子的DNA元件,这种类似于病毒的元件会在基因组中跳跃并帮助调节基因的表达,转座子能通过与转录因子结合做到这一点,而转录因子是一种能调节DNA转录为RNA的特殊蛋白,其会在广泛的生物学事件中影响基因的表达。近日,一项刊登在国际杂志Science Advances上的研究报告中,来自洛桑联邦理工学院等机构的科学家们通过研究发现,转座子(transposable elements)或在影响人类大脑发育中扮演着非常关键的角色。

  研究者发现,转座子能通过与来自特定蛋白家族中的两种特殊蛋白“合作”从而调节大脑的发育,这种特定的蛋白家族名为Krüppel相关的盒状锌指蛋白(KZFPs,Krüppel associated box-containing zinc finger proteins);早在2019年,研究人员就在新生儿出生的头几天里发现了转座子的调节活性,然而他们推测,这些调节性序列随后会被重新点燃来调节成体器官的发育和功能表现。

  研究者识别出了两种KZFPs或许仅对灵长类动物特殊,而且其还能在人类发育中的大脑和成体大脑的特定区域中进行表达,深入研究后,研究者发现,这些蛋白质或能控制转座子的活性,至少是在神经元和实验室培养的大脑类器官中是这样,因此,这两种KZFPs会影响神经元的分化和神经传递特性,并能保护这些细胞免受炎症反应的影响,而如果其目标转座子被保留下来进行表达的话或许就会引发炎症反应。

  最后研究者Didier Trono说道,本文研究结果揭示了最近在进化过程中才出现的两种蛋白质如何通过促进转座子的选择来塑造人类大脑,而这些病毒样的“实体”或许从一开始就在重塑我们祖先机体的基因组了。

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