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揭示轉(zhuǎn)座子調(diào)節(jié)人類大腦神經(jīng)元分化和神經(jīng)傳遞活性的分子機(jī)理

2020-09-11 10:54來源:生物谷


人類基因中包含超過450萬個(gè)稱之為轉(zhuǎn)座子的DNA元件,這種類似于病毒的元件會在基因組中跳躍并幫助調(diào)節(jié)基因的表達(dá),轉(zhuǎn)座子能通過與轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合做到這一點(diǎn),而轉(zhuǎn)錄因子是一種能調(diào)節(jié)DNA轉(zhuǎn)錄為RNA的特殊蛋白,其會在廣泛的生物學(xué)事件中影響基因的表達(dá)。近日,一項(xiàng)刊登在國際雜志Science Advances上的研究報(bào)告中,來自洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過研究發(fā)現(xiàn),轉(zhuǎn)座子(transposable elements)或在影響人類大腦發(fā)育中扮演著非常關(guān)鍵的角色。

研究者發(fā)現(xiàn),轉(zhuǎn)座子能通過與來自特定蛋白家族中的兩種特殊蛋白“合作”從而調(diào)節(jié)大腦的發(fā)育,這種特定的蛋白家族名為Krüppel相關(guān)的盒狀鋅指蛋白(KZFPs,Krüppel associated box-containing zinc finger proteins);早在2019年,研究人員就在新生兒出生的頭幾天里發(fā)現(xiàn)了轉(zhuǎn)座子的調(diào)節(jié)活性,然而他們推測,這些調(diào)節(jié)性序列隨后會被重新點(diǎn)燃來調(diào)節(jié)成體器官的發(fā)育和功能表現(xiàn)。


研究者識別出了兩種KZFPs或許僅對靈長類動(dòng)物特殊,而且其還能在人類發(fā)育中的大腦和成體大腦的特定區(qū)域中進(jìn)行表達(dá),深入研究后,研究者發(fā)現(xiàn),這些蛋白質(zhì)或能控制轉(zhuǎn)座子的活性,至少是在神經(jīng)元和實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的大腦類器官中是這樣,因此,這兩種KZFPs會影響神經(jīng)元的分化和神經(jīng)傳遞特性,并能保護(hù)這些細(xì)胞免受炎癥反應(yīng)的影響,而如果其目標(biāo)轉(zhuǎn)座子被保留下來進(jìn)行表達(dá)的話或許就會引發(fā)炎癥反應(yīng)。


最后研究者Didier Trono說道,本文研究結(jié)果揭示了最近在進(jìn)化過程中才出現(xiàn)的兩種蛋白質(zhì)如何通過促進(jìn)轉(zhuǎn)座子的選擇來塑造人類大腦,而這些病毒樣的“實(shí)體”或許從一開始就在重塑我們祖先機(jī)體的基因組了。