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细胞的走私路线保护DNA免受寄生虫的侵害

我们的细胞具有安全机制,可以控制遗传寄生虫(如病毒和转座子),同时宿主细胞的重要基因可以保持活跃。研究人员现在已经证明宿主细胞的分子安全机制“走私”细胞周围的遗传信息分子,然后用于识别和关闭寄生虫。

虽然生产我们细胞蛋白质的信息不到我们DNA的2%,但我们DNA的三分之二由自私遗传元素组成,如逆转录病毒和转座子及其残基。实际上,通过向基因组赋予新的调节元件,转座子序列使不同物种适应新环境受益。但无限制的转座子增殖使得基因组不稳定并导致果蝇,小鼠和人类的低生育力。

助理教授Peter Refsing Andersen刚刚在维也纳担任博士后五年后,开始在奥胡斯大学分子生物学和遗传学系建立自己的小组。在维也纳,彼得研究了控制转座子的分子机制,从而确保完整的DNA可以传递给下一代。与维也纳生物中心的资深科学家Julius Brennecke小组的同事一起,彼得现在已经找到了解开转座子防御机制如何工作的一个重大问题的答案。

可以关闭转座子的防御由小RNA分子引导,即所谓的piRNA。piRNA在细胞中由长RNA分子制成,其在细胞核内产生后必须进入特定piRNA产生区域的细胞质。然而,固有的问题是长RNA分子 - 根据RNA转运领域的基因表达教科书教条 - 应该被锁定在细胞核内,因为它们缺乏通常允许RNA离开细胞核的所有分子质量标记。

揭示RNA的新运输路线

通过他们的工作,Peter Refsing Andersen和他的同事已经发现用于piRNA生产的长RNA分子的运输通过迄今未知的RNA转运途径进行。这种分子途径打破了几种传统的RNA转运教条,从而“走私”了无法将细胞中正常质量控制传递到细胞质中的RNA,甚至将长RNA分子直接递送到piRNA产生区域。

因此,这项研究不仅揭示了动物基因组如何抵御DNA寄生虫的新见解。它还揭示了细胞如何分类和空间分布和组织遗传信息的一瞥。彼得和他的同事在果蝇中研究了这个问题,果蝇是这种生物学的理想模型系统,预计它将在人类中以类似的方式发挥作用。

正是这个观点,Peter Refsing Andersen发现非常有趣:“虽然这个重要的生物学目前无法通过技术障碍在人类中进行研究,但我们可以探索模型系统中的生物学原理,如果蝇。我们在这里构建的理解框架可以在未来将与科学界近年来从世界各地的患者接收的巨大的遗传信息浪潮相结合。因此,我们的工作可以帮助将数十亿的序列转化为有意义的生物信息,从长远来看可以使人们受益。

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