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纽约石溪，2017年3月24日——通过将ALS-相关人类基因TDP-43插入果蝇，石溪大学和冷泉港实验室的研究人员发现了“转座子（transposons）” 在该病中的潜在作用。转座子是填充生物体内基因之间大部分空间的病毒样实体，由于它们在DNA内部到处跳跃，因此也被称为“跳跃基因（jumping genes）”。新研究表明，这些转座子不再被有效地抑制，导致一场跳跃基因的风暴，造成DNA损伤积聚和细胞死亡。这项研究发表于最新一期的《公共科学图书馆•遗传学（PLOS Genetics）》，可能为ALS遗传学过程和抗-转座子系统可能在ALS患者中崩溃的想法提供线索。
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转座子复制已经进化到几乎一半人类DNA都包含这些跳跃基因序列。但是我们的细胞发展出一种高效的免疫-样系统，在绝大多数情况下抑制这些移动基因的复制。石溪大学麻醉学、神经生物学和行为系教授Josh Dubnau博士和冷泉港实验室博士生Lisa Krug使用转基因果蝇进行了实验。他们发现抗-转座子系统似乎在包含ALS相关人类基因的果蝇的大脑中崩溃。
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Josh Dubnau博士，旁边是显示转座子激活的果蝇脑细胞的大幅图像。 ! W& n) n6 b! u; M9 g$ o1 Q( r
“重要的问题是同样的效应是否发生在人类中，” 该研究领导作者Dubnau博士说，“如果继续的研究揭示在人类中也是如此，那么它提示了阻止‘跳跃基因’变得“疯狂”的临床策略。” 4 k- |. J0 N3 q9 S% Z4 l5 n2 l
在研究中，Dubnau博士和Krug博士设计果蝇以包含TDP-43。就像人类一样，该基因导致果蝇出现运动能力进行性丢失并早亡。他们与Molly Hammell博士及其冷泉港实验室的同事们合作研究了果蝇的大脑。研究团队发现，不仅某些转座子没有被抑制而触发一场跳跃基因风暴，而且一种被称为“gypsy”的果蝇转座子似乎是导致问题的罪魁祸首。通过禁止gypsy，细胞死亡停止，而且突变果蝇的寿命得到改善。 / q5 l% @- o1 q/ N- T8 ?1 K
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人类没有gypsy转座子，但确实有个被称为HERV-K的类似转座子。之前的研究已经揭示，一些ALS患者尸检中HERV-K水平升高。 / D# i' y( Y4 u0 z4 `& }
研究团队的下一步工作是确定跳跃基因是否在ALS患者组织中类似地被激活，并确定它们是否会促进疾病发展。
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发表于 2017-4-11 00:21:39
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