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转座子（TEs）在癌症发生及基因组变化中作用未明。研究人员分析 56 例结直肠癌（CRC）和 112 例子宫平滑肌瘤（UL）长读测序数据，发现 CRC 有大量体细胞插入，UL 未检测到。揭示了两者逆转座差异，为理解肿瘤发展和基因组机制提供依据。
在神秘的基因组世界里，有一种神奇的 “跳跃基因”，它们就是转座子（Transposable Elements，TEs）。这些转座子能够在基因组中自由移动或复制自己，就像一个个不安分的 “小探险家”。它们在人类基因组中占据了半壁江山，可别小瞧了这些 “小探险家”，它们的移动可能会引发插入突变，从而对我们的健康产生重大影响。在健康的成年组织中，转座子通常被 “封印” 起来，处于沉默状态。但在一些人类癌症中，它们却像被解除了封印的精灵，变得异常活跃，尤其是在结直肠癌（Colorectal Cancer，CRC）中。然而，目前对于转座子在恶性和非恶性组织中的影响，以及体细胞和生殖细胞逆转座（Retrotransposition）之间的差异，科学家们了解得还十分有限。为了揭开这些谜团，来自芬兰等多个研究机构的研究人员踏上了探索之旅。他们的研究成果发表在《Mobile DNA》杂志上，为我们打开了一扇了解基因组奥秘的新窗口。
研究人员主要运用了以下几种关键技术方法：首先是样本采集，收集了 56 例结直肠癌及相应的 12 例正常结肠组织、106 例子宫平滑肌瘤及相应的 96 例正常子宫肌层组织样本 。然后对样本进行 DNA 提取，采用纳米孔测序技术获取基因数据。接着利用自定义的分析流程（TE detection pipeline）对转座子进行检测和注释，并通过多种验证方法确保结果的准确性。
下面来看看具体的研究结果：
- 逆转座子插入的特征：研究人员利用纳米孔测序技术对样本进行分析，检测到 7265 个生殖细胞 TE 多态性和 1495 个体细胞 L1 TE 插入。通过与其他方法对比评估，证明了所用 TE 检测流程的可靠性。同时发现长读测序能够检测到短读测序遗漏的 TE 插入，展现了其独特优势。
- 子宫平滑肌瘤中体细胞 TE 插入的情况：子宫平滑肌瘤是一种常见的良性肿瘤，影响着许多女性的健康。研究人员通过多种检测方法分析其长读和短读全基因组测序数据，却未发现真正的体细胞 TE 插入。这一结果表明，子宫平滑肌瘤中体细胞 TE 插入的发生率极低，低于检测限。
- 体细胞 L1 与生殖细胞 L1 的差异：研究发现，与生殖细胞 L1 相比，体细胞 L1 插入更短，且逆转座特征频率更高。例如，体细胞 L1 插入的中位数长度为 394bp，而生殖细胞 L1 多态性的中位数长度为 1240bp；体细胞 L1 中双引物（twin priming）事件的发生率为 21.9%，高于生殖细胞 L1 的 18.4% 。
- 体细胞加工假基因插入：加工假基因（Processed Pseudogenes，PPs）插入也是研究的一个重要方面。研究人员在结直肠癌样本中仅检测到 1 个体细胞 PP 插入，这表明非转座子 mRNA 的体细胞逆转座是一个罕见事件。
- 生殖细胞 TE 的分布偏好：在研究中，研究人员还发现生殖细胞 TE 在重复 DNA 中富集，并且不同类型的 TE 对不同的基因组区域有偏好。比如，SVA 插入偏好早期复制区域，而 Alu 和 L1 插入更常出现在晚期复制区域。
在研究结论和讨论部分，这项研究意义重大。一方面，通过长读测序技术，研究人员详细分析了转座子的行为，揭示了体细胞和生殖细胞 TE 在恶性和非恶性组织中的不同行为模式。结直肠癌中存在大量体细胞插入，而子宫平滑肌瘤中未检测到，这一差异暗示了恶性和非恶性组织中可能存在不同的转座条件。另一方面，研究还发现了体细胞和生殖细胞转座之间的诸多差异，包括转座子类型、插入长度、特征频率和靶位点偏好等。这些发现为深入理解肿瘤发生发展过程中基因组的变化机制提供了重要线索，有助于未来开发更精准的癌症诊断和治疗方法。虽然长读测序技术还存在一些局限性，如受同聚物影响、碱基错误率较高等，但它为我们研究转座子在癌症生物学和基因组不稳定性中的作用提供了新的视角。随着技术的不断发展和研究的深入，相信我们对基因组奥秘的了解会越来越多，为人类健康事业带来更多的福祉。
