如何驯服不安定的基因组

DNA的短片段(跳跃的基因)可以从我们的基因组中的一个位置反弹到另一个位置。当太多的DNA片段四处移动时，会引发癌症，不育症和其他问题。冷泉港实验室(CSHL)教授和HHMI研究人员Leemor Joshua-Tor以及她实验室的研究研究员Jonathan Ipsaro，研究了细胞如何保护基因组的完整性并固定这些不安定的DNA。他们发现，跳跃基因最需要的资源之一也可能是其最大的脆弱性。

哺乳动物基因组中充满了遗传元素，这些遗传元素有可能从一个地方移动到另一个地方。一种类型是LTR反转录转座子(LTR)。在正常细胞中，这些元素不会移动太多。但是，如果发生某种事情允许他们移动，比如说在有性生殖期间或在癌细胞中，约书亚·托尔说：

“有时它们跳入非常重要的位置，无论是基因本身还是在基因组中对调节基因很重要的区域。”

在这项研究中，约书亚·托(Joshua-Tor)和伊普萨罗(Ipsaro)检查了一种固定化LTR的小鼠蛋白质Asterix / Gtsf1。为了了解这种蛋白质如何锁定LTR，Ipsaro使用了多种技术(包括cryo-EM)仔细研究了蛋白质结构。约书亚·托(Joshua-Tor)说：

“结构只是以多种方式通知我们，例如事物的工作方式。如果您可以看到某些东西，则可以更好地了解它的工作方式。”

Ipsaro发现Asterix / Gtsf1直接与称为转移RNA(tRNA)的特定类别的RNA结合。tRNA通常是细胞蛋白质制造机制的一部分。LTR借用了一部分蛋白质制造机器来复制其遗传物质。Asterix / Gtsf1通过将原本可移动的元件冻结在适当的位置，从而关闭了它们的移动能力，从而覆盖了LTR试图执行的操作。伊普萨罗说：

“它试图在整个基因组中复制和粘贴自身。它的一部分在进化上依赖于tRNA的结合才能复制。”

科学家认为，Asterix / Gtf1并未冻结整个基因组，而是使用tRNA抑制LTR等小的特定区域。研究人员试图弄清楚细胞如何保护自己免受这些和其他类型的移动遗传元件的侵害。他们希望有一天他们可以驯服过度躁动的基因组，防止种系和肿瘤发生新的突变。

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