你有沒有想過,咱們身體里竟然住著一群可以移動的遺傳因子?它們學名叫“轉座子”,就像不安分的旅行者,能在基因組里到處“蹦跶”,這一蹦跶,就可能影響到咱們身體的各種功能。
科學家們發現,這些“跳躍基因”的活動,跟衰老以及一些疾病關系密切,像紅斑狼瘡、肌萎縮側索硬化癥(就是“漸凍人”)、帕金森病、癌癥等等,都可能跟它們有關。所以,現在有研究人員正努力想辦法,通過影響這些“跳躍基因”的活動,來看看能不能延緩衰老,或者治療這些疾病
(轉座子)
一旦成功,那可不是普天同慶的大好事?4 月上旬,頂尖學術期刊《科學》雜志發布了一篇綜述,總結了這方面的最新研究進展。咱們一起來看看都有啥新發現。
新聞詳情
轉座子這群“旅行者”,按照“蹦跶”方式的不同,可以分成兩類:一類是“剪切粘貼型”的 DNA 轉座子(II 型轉座子),它們會把自己從原來的位置剪下來,然后貼到新的地方;另一類是“復制粘貼型”的逆轉座子(I 型轉座子),它們會先把自己復制成 mRNA,再逆轉錄成 DNA,最后插到新的基因組位置。
咱們今天要重點關注的是逆轉座子,這群家伙在人類基因組里占了大頭,足足超過40%。 相比之下,那些正兒八經編碼蛋白質的基因,只占基因組的2% 左右。
2018年,《自然-神經科學》雜志上發表了一項研究,科學家們在果蠅、小鼠、培養細胞和人腦中發現,逆轉座子會在包括阿爾茨海默病在內的 tau 蛋白病中變得活躍,導致神經退行性變。簡單說,就是這些“跳躍基因”活躍起來,可能會加速腦細胞的死亡。
不過,科學家們也發現了一種名叫 3TC(拉米夫定)的抗病毒藥,這種藥本來是用來預防和治療艾滋病的,但它也能抑制逆轉座子的異常活動,從而減緩甚至逆轉這些變化。
今年 3 月 12 日,《自然》雜志上又發表了一項阿爾茨海默病臨床研究,結果顯示,服用 3TC 可以有效降低一項關鍵的神經退行性疾病指標(GFAP,腦脊液中的膠質纖維酸性蛋白),保護患者的腦細胞。
2022年,另一項發表在《癌癥發現(Cancer Discovery)》上的二期試驗也發現,3TC 能夠抑制部分結直腸癌患者的腫瘤生長。 這些都是科學家們通過控制逆轉座子,取得的積極成果。
除了治療疾病,抑制逆轉座子還有一個潛在的應用,那就是延緩衰老。 2022年,《科學轉化醫學(Science Translational Medicine)》雜志上的一項研究顯示,如果降低患有早衰癥的小鼠體內一種逆轉座子——LINE-1 的水平,這些小鼠的壽命可以延長大約25%
(參與實驗的小鼠壽命延長)
(LINE-1 工作原理)
背后故事
不過,這篇綜述也提醒大家,雖然這些研究給醫學領域帶來了希望,但咱們也不能忽視阻斷這些“跳躍基因”可能帶來的潛在風險。 2024 年,《科學》雜志上發表的一項研究發現,我們體內的“跳躍基因”可能還幫著人體生成新的血細胞。
科學家們發現,逆轉錄轉座子的活動,可能通過促進 I 型干擾素的釋放,來喚醒懷孕或大量失血的小鼠骨髓中那些“睡著了”的干細胞,讓這些小鼠能夠增加血細胞的產量。
其實,說起逆轉座子的身世,它們中的很多都不是“土生土長”的,而是“外來戶”。 很多逆轉座子,其實是我們的祖先被 RNA 病毒感染后,這些病毒留下的“殘留物”,它們就這么留在了我們的基因組里。 但是,就像電腦程序里那些“祖傳代碼”一樣,雖然來路不明,它們可能已經在我們體內承擔了一些關鍵的角色。至于該怎么對待它們? 這仍然是一個需要我們深入思考的問題。
也許,我們應該給它們頒個“最佳潛伏獎”,畢竟,誰知道這些“跳躍基因”,未來還會給我們帶來什么驚喜(或是驚嚇)呢?
參考材料:
1.https://www.science.org/content/article/blocking-jumping-genes-help-fight-disease-aging#
2.https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30038280/
3.https://www.nature.com/articles/s44400-024-00001-z
4.https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9167735/
5.https://www.science.org/doi/10.1126/scitranslmed.abl6057
6.https://www.science.org/doi/10.1126/science.ado6836
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