日本理化學(xué)研究所綜合醫(yī)學(xué)科學(xué)中心科學(xué)家主導(dǎo)的國際合作研究發(fā)現(xiàn)，在人類每個細(xì)胞的基因組中，重復(fù)數(shù)百萬次的特定基因組序列重組普遍存在于正常細(xì)胞和疾病狀態(tài)的細(xì)胞中。確定這種曾被認(rèn)為是“垃圾”的DNA序列的重組機(jī)制，對于了解人體細(xì)胞如何發(fā)育以及是什么導(dǎo)致它們“生病”至關(guān)重要。這項(xiàng)研究近日發(fā)表在《細(xì)胞》雜志上。
自發(fā)現(xiàn)DNA以來，科學(xué)家一直認(rèn)為，人體所有細(xì)胞都擁有相同的遺傳密碼，并被安全地保護(hù)在細(xì)胞核內(nèi)。然而，DNA測序的進(jìn)步對這一觀點(diǎn)提出了挑戰(zhàn)：人們現(xiàn)在知道，突變從發(fā)育的早期階段起就開始在單細(xì)胞基因組中積累。但這種現(xiàn)象的嚴(yán)重程度以及它如何導(dǎo)致疾病尚不清楚。
科學(xué)家們此次研究了某些重復(fù)的基因組序列Alu和L1，并開發(fā)了一種方法來研究這些在每個細(xì)胞基因組中重復(fù)數(shù)百萬次的特定DNA序列。此前已知它們會相互重組，產(chǎn)生在癌癥和其他遺傳疾病中常見的突變。此次通過分析未受疾病影響的供體的DNA，研究人員確定了由這些重復(fù)序列重組引起的數(shù)百萬個DNA突變，并進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)體內(nèi)不同組織具有不同的重組特征。
研究同時發(fā)現(xiàn)，人類干細(xì)胞向神經(jīng)元細(xì)胞的分化伴隨著重復(fù)序列重組的明顯變化。這表明這種特殊類型的DNA突變，可能是人類發(fā)育過程中的一種生理現(xiàn)象。
研究人員分析了阿爾茨海默病和帕金森病患者樣本中重復(fù)序列的重組。他們發(fā)現(xiàn)了每種疾病特有的重組特征，表明由這些重復(fù)序列引起的基因組重組與腦部疾病有關(guān)。
團(tuán)隊(duì)成員稱，這項(xiàng)研究表明，人類基因組中的元件重組是一種普遍現(xiàn)象。體細(xì)胞中Alu和L1的隨機(jī)重組，可能偶爾會啟動易受攻擊位點(diǎn)的單個細(xì)胞的基因組，推動了從健康到病理狀態(tài)。但確定疾病中的重組是否決定了疾病狀態(tài)，還需要進(jìn)一步的研究。
關(guān)鍵詞： 人類基因組中重復(fù)數(shù)百萬次的特定DNA序列重組 人類基因組 神經(jīng)元細(xì)胞 基因組序列
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