你有没有想过,咱们身体里竟然住着一群可以移动的遗传因子? 它们学名叫“转座子”,就像不安分的旅行者,能在基因组里到处“蹦跶”,这一蹦跶,就可能影响到咱们身体的各种功能。
科学家们发现,这些“跳跃基因”的活动,跟衰老以及一些疾病关系密切,像红斑狼疮、肌萎缩侧索硬化症(就是“渐冻人”)、帕金森病、癌症等等,都可能跟它们有关。所以,现在有研究人员正努力想办法,通过影响这些“跳跃基因”的活动,来看看能不能延缓衰老,或者治疗这些疾病。
(转座子)
一旦成功,那可不是普天同庆的大好事?4 月上旬,顶尖学术期刊《科学》杂志发布了一篇综述,总结了这方面的最新研究进展。咱们一起来看看都有啥新发现。
新闻详情
转座子这群“旅行者”,按照“蹦跶”方式的不同,可以分成两类:一类是“剪切粘贴型”的 DNA 转座子(II 型转座子),它们会把自己从原来的位置剪下来,然后贴到新的地方;另一类是“复制粘贴型”的逆转座子(I 型转座子),它们会先把自己复制成 mRNA,再逆转录成 DNA,最后插到新的基因组位置。
咱们今天要重点关注的是逆转座子,这群家伙在人类基因组里占了大头,足足超过40%。 相比之下,那些正儿八经编码蛋白质的基因,只占基因组的 2% 左右。
2018 年,《自然-神经科学》杂志上发表了一项研究,科学家们在果蝇、小鼠、培养细胞和人脑中发现,逆转座子会在包括阿尔茨海默病在内的 tau 蛋白病中变得活跃,导致神经退行性变。简单说,就是这些“跳跃基因”活跃起来,可能会加速脑细胞的死亡。
不过,科学家们也发现了一种名叫 3TC(拉米夫定)的抗病毒药,这种药本来是用来预防和治疗艾滋病的,但它也能抑制逆转座子的异常活动,从而减缓甚至逆转这些变化。
今年 3 月 12 日,《自然》杂志上又发表了一项阿尔茨海默病临床研究,结果显示,服用 3TC 可以有效降低一项关键的神经退行性疾病指标(GFAP,脑脊液中的胶质纤维酸性蛋白),保护患者的脑细胞。
2022 年,另一项发表在《癌症发现(Cancer Discovery)》上的二期试验也发现,3TC 能够抑制部分结直肠癌患者的肿瘤生长。 这些都是科学家们通过控制逆转座子,取得的积极成果。
除了治疗疾病,抑制逆转座子还有一个潜在的应用,那就是延缓衰老。 2022年,《科学转化医学(Science Translational Medicine)》杂志上的一项研究显示,如果降低患有早衰症的小鼠体内一种逆转座子——LINE-1 的水平,这些小鼠的寿命可以延长大约25%。
(参与实验的小鼠寿命延长)
(LINE-1 工作原理)
背后故事
不过,这篇综述也提醒大家,虽然这些研究给医学领域带来了希望,但咱们也不能忽视阻断这些“跳跃基因”可能带来的潜在风险。 2024 年,《科学》杂志上发表的一项研究发现,我们体内的“跳跃基因”可能还帮着人体生成新的血细胞。
科学家们发现,逆转录转座子的活动,可能通过促进 I 型干扰素的释放,来唤醒怀孕或大量失血的小鼠骨髓中那些“睡着了”的干细胞,让这些小鼠能够增加血细胞的产量。
其实,说起逆转座子的身世,它们中的很多都不是“土生土长”的,而是“外来户”。 很多逆转座子,其实是我们的祖先被 RNA 病毒感染后,这些病毒留下的“残留物”,它们就这么留在了我们的基因组里。 但是,就像电脑程序里那些“祖传代码”一样,虽然来路不明,它们可能已经在我们体内承担了一些关键的角色。 至于该怎么对待它们? 这仍然是一个需要我们深入思考的问题。
也许,我们应该给它们颁个“最佳潜伏奖”,毕竟,谁知道这些“跳跃基因”,未来还会给我们带来什么惊喜(或是惊吓)呢?
参考材料:
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
领取专属 10元无门槛券
私享最新 技术干货