“基因组时光机”揭示人类DNA的秘密

由Didier Trono领导的EPFL研究人员已经开发出一种新方法来检测人类基因组中以前无法检测到的转座因子(TEs)，大大扩展了我们对DNA组成的了解。这一发现对理解遗传疾病和基因组对各种压力的反应具有深远的意义。

　　

人类基因组是对生命至关重要的复杂的基因数据马赛克，已被证明是一个奇异特征的宝库。其中有一些DNA片段可以在基因组内“跳跃”和移动，被称为“转座因子”(TEs)。

当te改变它们在基因组中的位置时，它们可能会引起突变，改变细胞的遗传特征，但它们也是我们基因组组织和表达的主要策划者。例如，TEs有助于调节元件、转录因子结合位点和嵌合转录物的产生——当来自两个不同基因或基因组部分的片段连接在一起形成新的杂交RNA分子时产生的遗传序列。

与其功能重要性相匹配的是，人们已经认识到TEs占人类DNA的一半。然而，随着它们的移动和衰老，TEs会产生一些变化，掩盖它们的原始形态。随着时间的推移，TEs会“退化”，变得不那么容易识别，这使得科学家很难在我们的基因蓝图中识别和追踪它们。

TE检测的突破

在一项新的研究中，EPFL的Didier Trono小组的研究人员发现了一种方法，通过使用来自不同物种的重建祖先基因组来提高对人类基因组中TEs的检测，这使他们能够识别以前无法检测到的人类基因组中的退化TEs。这项研究发表在《Cell Genomics》杂志上。

科学家们使用了一个由不同物种重建的祖先基因组组成的数据库，就像一台基因组“时间机器”。通过将人类基因组与重建的祖先基因组进行比较，他们可以识别出后者的TEs，经过数百万年的时间，这些TEs在人类体内已经退化(磨损)。

这种比较使他们能够检测(“注释”)在以前仅使用人类基因组数据的研究中可能遗漏的TEs。

通过这种方法，科学家们发现了比以前已知的更多的TEs，显著增加了TEs在我们DNA中所占的份额。此外，他们可以证明这些新发现的TE序列与它们最近发现的近亲发挥着相同的调节作用。

潜在的应用是巨大的:“更好地了解TEs及其调控因子可能导致对人类疾病的深入了解，其中许多疾病被认为是受遗传因素影响的，”Didier Trono说。“首先是癌症，还有自身免疫和代谢紊乱，更普遍的是，我们的身体对环境压力和衰老的反应。”

参考文献:“Ancestral genome reconstruction enhances transposable element annotation by identifying degenerate integrants” by Wayo Matsushima, Evarist Planet and Didier Trono, 30 January 2024, Cell Genomics.