實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
來源:KAIST癌癥基因組實(shí)驗(yàn)室
韓國科學(xué)技術(shù)院(KAIST)等處完成了一項(xiàng)突破性的研究，針對的是人類大腸全基因組中的“跳躍基因”。該研究發(fā)表在2023年5月18日的《自然》雜志上，揭示了“LINE-1(L1)”的驚人活動，這是一種跳躍基因，以前被認(rèn)為在人類基因組中大多處于休眠狀態(tài)。該研究表明，L1基因可以在個(gè)體的一生中被激活并破壞基因組功能，特別是在結(jié)直腸上皮中。
人體大約有50萬個(gè)LINE-1(long interspersed nuclear elements 1,長散布重復(fù)序列1,簡稱L1，生物通注)，占人類基因組的17%，它們通過對基因組序列進(jìn)行“破壞性創(chuàng)新”，對人類物種的進(jìn)化做出了貢獻(xiàn)。到目前為止，人們認(rèn)為大多數(shù)L1元素在現(xiàn)代人的正常組織中已經(jīng)失去了跳躍的能力。然而，這項(xiàng)研究表明，一些L1跳躍基因可以在正常細(xì)胞中廣泛激活，導(dǎo)致個(gè)體一生中基因組突變的積累。在不同的細(xì)胞類型中，L1跳躍的速率和由此產(chǎn)生的基因組變化有所不同，在衰老的結(jié)腸上皮細(xì)胞中觀察到一個(gè)明顯的豐度。該研究表明，每個(gè)結(jié)腸上皮細(xì)胞平均在40歲時(shí)經(jīng)歷一次L1跳躍事件。
這項(xiàng)研究由共同第一作者Chang Hyun Nam（KAIST的研究生）和Jeonghwan Youk博士（KAIST的前研究生）領(lǐng)導(dǎo)，他們對28人的皮膚(成纖維細(xì)胞)、血液、結(jié)腸上皮組織等899個(gè)單細(xì)胞進(jìn)行了全基因組序列分析。該研究揭示了正常細(xì)胞中L1跳躍基因的激活，導(dǎo)致基因組突變隨著時(shí)間的推移逐漸積累。
此外，研究小組探索了表觀基因組(DNA甲基化)序列，了解L1跳躍基因激活背后的機(jī)制。他們發(fā)現(xiàn)，L1跳躍基因激活的細(xì)胞表現(xiàn)出表觀遺傳的不穩(wěn)定性，這表明表觀遺傳變化在調(diào)節(jié)L1跳躍基因活性方面起著關(guān)鍵作用。這些表觀基因組的不穩(wěn)定性大多發(fā)生在胚胎發(fā)生的早期階段。該研究為人類結(jié)直腸組織的衰老過程和疾病的發(fā)展提供了有價(jià)值的見解。
KAIST的Young Seok Ju教授表示:“這項(xiàng)研究表明，正常細(xì)胞的基因組損傷不僅是通過暴露于致癌物中獲得的，而且是通過內(nèi)源性成分的活性獲得的，而內(nèi)源性成分的影響此前尚不清楚?？雌饋斫】档乃ダ霞?xì)胞，特別是結(jié)直腸上皮細(xì)胞的基因組，由于L1跳躍基因的活性而變成交聯(lián)了。”
首爾大學(xué)醫(yī)院外科教授Min Jung Kim表示:“這項(xiàng)研究強(qiáng)調(diào)了臨床醫(yī)學(xué)和基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究人員之間的必要和持續(xù)的合作。該病例突出了從臨床環(huán)境中系統(tǒng)收集的人體組織在揭示人類疾病發(fā)展的復(fù)雜過程中的關(guān)鍵作用。”
“我很高興研究團(tuán)隊(duì)在單細(xì)胞基因組技術(shù)方面的進(jìn)步取得了成果。我們將繼續(xù)努力，在單細(xì)胞基因組技術(shù)上保持領(lǐng)先地位。”
研究團(tuán)隊(duì)得到了韓國國立研究基金會的研究領(lǐng)袖計(jì)劃和青年研究員計(jì)劃的支持，韓國健康產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院的醫(yī)學(xué)博士/醫(yī)學(xué)科學(xué)家培訓(xùn)計(jì)劃和徐慶培基金會的資助。
文章標(biāo)題
Widespread somatic L1 retrotransposition in normal colorectal epithelium
（文章來源：www.ebiotrade.com） | 
