科技日報記者 張夢然

加拿大西奈醫(yī)療中心團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，人類早期發(fā)育中的一個關(guān)鍵過程是由一種能在基因組中移動的DNA片段——轉(zhuǎn)座子來調(diào)控。新研究揭示了所謂的“自私DNA”實際上在人類早期發(fā)育過程中扮演重要角色，這與過去認(rèn)為它們只為了自我復(fù)制的觀點大相徑庭。研究成果于15日發(fā)表在《發(fā)育細(xì)胞》上。

之前，科學(xué)家往往將轉(zhuǎn)座子比作病毒，認(rèn)為它們侵入人體細(xì)胞只為自我繁殖。此次，團(tuán)隊特別關(guān)注了一種名為LINE-1的轉(zhuǎn)座子。LINE-1占據(jù)了大約20%的人體遺傳物質(zhì)，這些LINE-1可以自我復(fù)制并在基因組中移動，有時會插入新的位置。但因為這種行為會干擾正常的基因功能，所以它們一直被稱作“自私DNA”。

長期以來，科學(xué)界普遍認(rèn)為這類DNA大部分是有害的，可能導(dǎo)致多種疾病，包括血友病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病和癌癥等。但現(xiàn)在團(tuán)隊觀察到，在人類早期胚胎階段，有大量LINE-1的RNA信息分子存在。RNA是從活躍基因區(qū)域轉(zhuǎn)錄而來的信息載體，這意味著在這個重要的發(fā)育時期，LINE-1是活躍的。

當(dāng)團(tuán)隊嘗試抑制人類胚胎干細(xì)胞（ESC）中的LINE-1表達(dá)時，這些細(xì)胞竟開始表現(xiàn)出倒退現(xiàn)象，回到了只有8個細(xì)胞組成的更早階段。進(jìn)一步實驗顯示，LINE-1的RNA分子在細(xì)胞核內(nèi)部形成了支架結(jié)構(gòu)，幫助將攜帶關(guān)鍵基因的19號染色體定位到細(xì)胞核內(nèi)，從而促進(jìn)胚胎向后續(xù)階段發(fā)展。

最令人驚訝的是，LINE-1在此過程中發(fā)揮了積極的作用，促進(jìn)了胚胎的正確發(fā)育。這一發(fā)現(xiàn)強調(diào)了LINE-1在人類生命初期成長中的重要作用。

這項基礎(chǔ)性科學(xué)發(fā)現(xiàn)不僅對生育治療領(lǐng)域意義重大，還為利用干細(xì)胞進(jìn)行再生醫(yī)學(xué)研究提供了新的視角。

總編輯圈點：

人們一直以為，轉(zhuǎn)座子是為了自我復(fù)制而“劫持”了細(xì)胞，有擾亂基因組成結(jié)構(gòu)的可能性。所以，它雖然被當(dāng)成了“工具”，卻并沒有被“正名”。此次的新發(fā)現(xiàn)扭轉(zhuǎn)了這一看法。其實，像這樣的研究也意味著進(jìn)化學(xué)領(lǐng)域還有許多未知等待我們?nèi)ヌ剿鳎粌H是關(guān)于人類的發(fā)育，還包括這些基因組元素的真正作用——隨著真相的揭示，它們的影響將更加深遠(yuǎn)。