双价组蛋白修饰的复合转座子作为RNA依赖性增强子调控细胞命运

【字体: 时间:2025年08月12日 来源:Cell 42.5

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  来自Cell的最新研究揭示了复合转座子的新型调控机制。研究人员发现人类特异性SVA(SINE-VNTR-Alu)复合转座子具有独特的双价组蛋白修饰特征,通过全基因组CRISPR-Cas9筛选鉴定出调控其转录的关键基因。研究表明SVA转录本通过RNA依赖性顺式(cis)调控功能,在造血分化过程中选择性激活红细胞生成相关基因,其异常调控还与衰老相关的髓系造血偏移相关。这项研究为理解转座子在发育和衰老中的表观遗传调控提供了新视角。

  

基因组中离散的DNA单元可以重组形成复合转座子(composite transposons),这类特殊序列能够作为整体进行转录和转座。最新研究发现,在人类特异的SVA(SINE-VNTR-Alu)复合转座子中,激活型(如H3K4me3)和抑制型(如H3K27me3)组蛋白修饰在转座子不同区域共存,形成独特的双价染色质(bivalent chromatin)结构。

通过全基因组CRISPR-Cas9筛选技术,研究人员系统鉴定了调控SVA双价修饰的关键基因网络。有趣的是,SVA转录本(transcripts)本身对其顺式调控功能至关重要——这些RNA分子像"基因组GPS"一样,引导转座子与远端靶基因建立特异性空间互作,进而激活造血相关基因表达。

在红细胞生成(erythropoiesis)过程中,特定SVA亚群被选择性激活,像"基因放大器"一样增强多个红细胞发育关键基因的表达。当这些SVA被敲低时,会导致红细胞生成缺陷。更引人注目的是,SVA的RNA依赖性调控功能还与衰老过程中髓系造血(myelopoiesis)偏移现象密切相关,为理解造血衰老提供了新的分子机制。

这项研究首次揭示了复合转座子通过"双价修饰-RNA引导-基因激活"的三步调控模式,在细胞命运决定和衰老过程中扮演着动态调控元件的角色。这些发现不仅拓展了人们对转座子生物学功能的认识,也为发育异常和衰老相关疾病的机制研究提供了新思路。

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