Медицинская карта
Плохой врач лечит болезнь, хороший - причину болезни.
  • гепатит
  • Недели беременности

    Беременность по неделям

  • Сколько живут с диагнозом рак
  • Как рыбий жир может уменьшить воспаление

Как ретротранспозоны контролируют мозг

2022-02-18 13:20:46

Около половины генома состоит из мобильных элементов или «прыгающих генов», которые произошли от древних вирусных интеграций. Они сохраняются в различных состояниях разложения, как старомодная свалка, где можно собирать и перепрофилировать детали старых автомобилей. Хотя большинство этих последовательностей действительно мусор, в их руде можно найти сокровища.


Ретротранспозоны, специфичные для млекопитающих; например, общий элемент LINE-1 (L1) включает в себя класс транспозонов, которые «солят» наши геномы в количестве пары сотен тысяч генетических мини-островков. Это примерно 20% всей нашей последовательности. Из нескольких тысяч L1, которые все еще в основном полноразмерные, только около 100 или около того сохранили свой полный кодирующий потенциал, т.е. все еще способны перемещаться по геному путем ретротранспозиции. Это включает в себя механизм копирования и вставки с использованием обратной транскриптазы, указанной во второй и последней открытой рамке считывания, обычно обозначаемой как ORF2.


Возможно, неудивительно, что события ретротранспозиции часто бывают разрушительными, часто трансформирующими, а в некоторых случаях даже желательными. Ретротранспозоны имеют склонность к оппортунистической интеграции в места существующих повреждений ДНК, как, например, в двухцепочечных разрывах. В недавнем обзоре, опубликованном в Frontiers in Aging Neuroscience , исследователи описывают, как ретротранспозоны могут пойти еще дальше и фактически инициировать повреждение ДНК, повреждение, которое, по-видимому, лежит в основе многих распространенных и необычных нейродегенеративных заболеваний.


Существенная вездесущность ретротранспозиции, по-видимому, застала большую часть биологического сообщества врасплох в том смысле, что она может внезапно и часто очень точно объяснить многие из их самых неприятных оставшихся без ответа вопросов и стремлений. Например, теперь выясняется, что все (или по крайней мере 300 000) критических регуляторных областей нашего генома — энхансеры и промоторы перед генами — в конечном счете происходят из остатков ретровирусных вставок. Некоторые даже предположили, что последовательности митохондриальной локализации могли эволюционировать или были вставлены ретротранспозонами. Кроме того, теперь считается, что многие из наших традиционных генов произошли от старых добрых заурядных ретровирусных генов gag, pol или env, которые были кооптированы для нового использования.


Например, домены RNaseH и интегразы ретровирусного гена pol в конечном итоге послужили основой для построения наших современных иммунных систем. Точно так же критический белок syncytin1 (который может иметь значительную последовательность и функциональное сходство с теперь уже знакомым спайковым белком SARS-CoV-2) происходит от гена env локуса HERV-W (эндогенный ретровирус человека) ERVWE-1 и имеет незаменимая функция в развитии плаценты. Экспрессия синцитина значительно повышается при рассеянном склерозе. Он также вызывает цитотоксичность астроцитов in vitro, потерю олигодендроцитов и демиелинизацию у трансгенных мышей. Многие другие знаковые ядерные инновации, такие как появление сплайсинга мРНК, вероятно, также были дарами ретровирусов .


Вирусное прозрение началось всерьез некоторое время назад, когда идея о том, что ретротранспозоны были генетическими паразитами, которые в ходе эволюции стали активными только в зародышевых клетках (которые могли их размножать), была полностью опровергнута Фредом Гейджем из Института Солка в 2005 году. Его группа продемонстрировала, что полноценные соматические клетки, особенно клетки-предшественники нейронов гиппокампа, являются готовыми и желающими принять участие в транспозиции. Хотя оценки сильно разнятся, работа его лаборатории и других исследователей предполагает, что каждый развивающийся нейрон может подвергнуться дюжине событий транспозиции на пути к зрелости. Это означает, что наш мозг, а также, вероятно, и наши тела, в значительной степени мозаичны в том смысле, что соседние клетки с почти одинаковым предполагаемым фенотипом могут иметь заметно отличающуюся архитектуру генома из-за подходящих событий транспозиции.

Оставьте комментарии и отзывы!

Используйте нормальные имена. Ваш комментарий будет опубликован после проверки.

(обязательно)