如何锁定基因组寄生虫

GMI的研究人员-奥地利科学院的格雷戈尔·孟德尔分子植物生物学研究所-发现了一种巧妙的机制，拟南芥通过这种机制来保护其基因组的完整性。该论文发表在《自然细胞生物学》杂志上。

一个单一基因产物是否有可能沉默不想要的遗传成分?可以在转座因子(TE)或基因组寄生虫的调控中看到如此强大的作用吗?如果是，该基因产物如何单方面控制转座子?GMI的FrédéricBerger小组的最新研究提供了这些问题的答案，并剖析了长期以来一直笼罩在谜团中的基因沉默机制。

基因组寄生虫

尽管跳跃的转座子在进化规模上促进了基因组变异，但它们对单个生物的影响是有害的。如果不加以控制，它们可能会导致基因组不稳定和各种疾病。在模型植物拟南芥中，30年前发现的一种单一基因产物功能的丧失，即DNA甲基化I(DDM1)的降低，被证明会导致大量且不可控制的转座事件。DDM1是一种染色质重塑剂，可帮助保持DNA紧密堆积以使TE沉默，但DDM1如何使TE沉默的潜在机制仍然未知。

跳下前被困

GMI组长FrédéricBerger周围的团队与第一作者Akihisa Osakabe和Bhagyshree Jamge共同描述了DDM1的分子作用机理。他们显示DDM1通过结合H2A.W(组蛋白H2A的变体)靶向TEs，H2A.W是包裹DNA形成浓缩和紧密堆积的异染色质的构件之一。研究小组证明，DDM1在富含TEs的DNA区域上沉积H2A.W不仅是必需的，而且足以重塑染色质并使TEs沉默。重要的是，研究小组表明，该机制在拟南芥中的其他已知TE沉默机制中起着主导作用，而DDM1的作用对具有完整转座潜能的跳跃基因(即潜在的可移动TEs)具有特异性。

“转座子整合了基因组，因此与宿主共享染色质。可以将它们视为藏在房屋中的敌人。是什么使这些房屋与那些承载蛋白质编码基因的房屋区分开来?建造这些房屋的材料不同：它封装了转座子，因此他们无法外出繁殖”，弗雷德里克·伯杰(FrédéricBerger)说。所描述的沉默机制不会影响已失去独立转座能力的跳跃基因片段，也不会影响蛋白质编码基因。弗雷德里克·贝格(FrédéricBerger)毫不犹豫地用一种幽默的方式描述了这一机制：“基本上，策略是：用特殊材料制成的砌块将敌人奉为神，然后将他送入地狱!”

发送到地狱，由DHL打包

与地狱的关联来自“地狱”，即拟南芥DDM1的人类直系同源物的名称。研究人员提出了一种新型的染色质重塑剂，将DDM1和Hells与其小鼠直系同源基因Lsh归为一类，他们称之为“ DHL”。DHL染色质重塑剂显示了组蛋白变体的保守结合位点。此外，如果突变导致其功能丧失，则所有三个重塑剂均与各自生物体的基因组不稳定和疾病有关。

DHL重塑剂控制转座子动力学

DDM1是通过利用特殊的构造块来防止TE被“伪装”的关键因素，这些特殊的构造块会阻止TE的识别。当问到这种新机制的广泛影响时，弗雷德里克·贝格(FrédéricBerger)说：“哺乳动物中的DDM1直向同源物沉积了H2A.W直向同源物变异体macroH2A，与人类各种综合征和癌症有关。组蛋白结合蛋白将促进我们对基因组动力学的理解，并影响药物和进化。”

酵母中的工程沉默机制

弗雷德里克·伯格(FrédéricBerger)已从奥地利科学基金(FWF)的“ 1000 Ideen”赠款中获得了用于高风险研究的资金，他已经在研究这些组蛋白变体和染色质重塑剂的新兴特性，以及基于酵母的工程化新型沉默途径。拟南芥H2A.W和DDM1。

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