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包括人类在内的大部分有机体内都有称之为“跳跃基因”的寄生的DNA片段,这些跳跃基因可以插入DNA分子中,从而破坏基因的指令。这种现象能导致与年龄有关的疾病,比如癌症。但是目前研究人员发现,随着小鼠年龄的增长,它们体内的跳跃基因开始活化,这是由于一种多功能蛋白需要承担其他的角色而不再抑制跳跃基因。
9月23日发表于Nature Communications杂志上的文章中称,一种叫做Sirt6的蛋白是保持跳跃基因(准确来说,称为反转录转座子)处于非活化状态所必需的。这颠覆了以往的研究,之前科学家认为Sirt6的功能是修复损伤DNA和调节代谢。?xml:namespace>
“人类基因组约有一半是由反转录转座子组成的,”研究人员说,“如果对这些寄生基因片段活化原因有了更清楚的了解,那么则有希望更好地认识或者延缓人类衰老的过程。”
在大部分情况下,反转录转座子在机体的基因组中都处于静止和失活状态。但是一旦被活化,这些DNA片段可以进行自我复制,并“跳跃”到基因组新的区域,通过插入重要的基因内部并改变其DNA序列信息来破坏相关基因的功能.
但是在年轻细胞中Sirt6蛋白是怎样保持跳跃基因处于失活状态的?答案在于,Sirt6蛋白能起到修复DNA损伤的作用。随着时间的变化,细胞内积累了很多需要不断进行修复的DNA损伤。随着细胞的衰老,负责修复DNA损伤的Sirt6变得越来越忙。研究人员提出了一个假说:在衰老细胞中,Sirt6只顾着修复DNA损伤,对于保持跳跃基因处于失活状态这项工作,则无暇顾及。
为了验证这个假说,研究组通过使用γ射线或过氧化氢,在年轻细胞中人为造成了DNA的损伤。一旦发生损伤,Sirt6立即被征集到DNA的损伤位点进行修复工作。研究人员发现,DNA损伤增多的受压细胞表现出更高的“跳跃基因”活化率。继而,当受压细胞中的Sirt6人为增多时,反转录转座子没有轻易地被活化,从而保证了基因组的安全。
“这意味着,给衰老细胞供应更多的Sirt6蛋白可以保护它们免于衰老,”研究人员说,“我们的观点是,增加Sirt6库,以便获得足够的蛋白用于DNA修复及保持反转录转座子处于失活状态。”