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放大字体  缩小字体 发布日期:2019-08-10 13:44  浏览次数:0
摘 要:在人类基因组中的30亿个碱基对中,不到2%含有编码~20,000个蛋白质的信息。也就是说,因为至少有一半的遗传物质来源于自我遗传
      在人类基因组中的30亿个碱基对中,不到2%含有编码~20,000个蛋白质的信息。也就是说,因为至少有一半的遗传物质来源于自我遗传因素,如转座子。分散在植物,真菌和动物的基因组中,转座子可以从一个基因组位置“跳跃”到另一个基因组位置。通过这样做,它们提供了遗传多样性的重要来源,从而可以促进宿主的适应。另一方面,不受控制的转座子活性导致广泛的DNA损伤和突变,这可导致疾病或细胞死亡。为了防止这种情况,有机体已经开发出有效的方法来控制有害的基因组入侵者。
 
     IMBA的Julius Brennecke实验室研究了一种基于RNA的小型基因组免疫系统,该系统抑制动物的转座子活性。其核心是piRNA,遗传信息的微小片段,引导沉默机器找到转座子并防止它们跳跃。 piRNA由较长的RNA加工而成,RNA必须离开细胞核才能进入周围细胞质中的piRNA生成位点。但是存在一个问题:细胞核具有质量控制系统,可以防止缺乏分子成熟特征的RNA进入细胞质 - 而piRNA前体缺乏所有这些分子特征。因此,piRNA前体如何使其通过细胞安全性检查并离开细胞核以为细胞提供基因组防御的基本piRNA,这仍然是个谜。
 
     Peter Refsing Andersen是IMBA的前博士后人,现在是丹麦奥胡斯大学的组长,他最近发现细胞在制造piRNA前体时会弯曲传统的转录规则。 piRNA基因座与基因组中的转座子墓地类似,嵌入异染色质中,异染色质是一种通常可阻止转录的染色质形式。然而,细胞在piRNA基因座上推翻异染色质的抑制特性,允许它们被转录。现在,Peter和Mostafa ElMaghraby-维也纳生物学博士博士。学生表明,新兴的piRNA前体也利用异染色质来实现从细胞核到其细胞质目的地的旅程。一种名为Nxf3的蛋白质是教科书RNA出口商Nxf1的姐妹蛋白,在这一过程中起着核心作用。 Nxf3及其同伴Bootlegger将piRNA前体从异染色生产位点走私到细胞质中,然后将RNA载体运送到piRNA生产机器。

     “Nxf3途径绕过了细胞质量控制检查点,揭示了用于分选细胞遗传信息的表观遗传编码”行程“的新概念。看到细胞如何利用现有的构建模块构建新的途径,以应对进化挑战,这是非常有趣的。就像家具可以用宜家黑客改变一样,“新出版物的共同第一作者Peter Refsing Andersen说道。
 
     同时,Brennecke小组透露,另一种Nxf1姐妹蛋白Nxf2也是细胞转座子防御系统的重要组成部分。令人惊讶的是,Nfx2已失去其RNA“旅行指南”功能,而在转座子位点的异染色质形成中发挥核心作用。这种异染色质形成通过阻止转座子跳跃来保护基因组。 “这是RNA输出蛋白与其原始功能相比完成不同任务的首次证明,”Julia Batki解释说,她与Jakob Schnabl一起在维也纳生物博物馆研究期间研究了Nxf2功能。程序。
 
     在进化过程中,现有结构经常被复制,然后转换成可能有用的新东西。 “我们的发现提供了蛋白质水平'适应性辐射'的一个显着例子。祖先RNA出口商的两个拷贝在进化过程中被重新利用以在细胞中实现全新的功能。特别是当面对像对抗快速的军备竞赛时不断发展的基因组寄生虫,快速创新有助于超越遗传竞争者的新分子途径可能是非常有益的,“IMBA组长Julius Brennecke说。
 
 
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