Cell Rep：重磅級發(fā)現！科學(xué)家闡明“垃圾DNA”在癌癥發(fā)生過(guò)程扮演的關(guān)鍵角色
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發(fā)布時(shí)間：2017-04-02
近日，一項刊登在國際雜志Cell Reports上的研究報告中，來(lái)自馬薩諸塞大學(xué)的研究人員通過(guò)研究表示，人類(lèi)衛星II（Human satellite II，HSAT-II）是一種高度拷貝但目前尚未進(jìn)行探索研究的人類(lèi)基因組序列，其也被認為是垃圾DNA（junk DNA），但人類(lèi)衛星II序列能夠影響我們基因組中的主要調節元件，而且其在大約50%的腫瘤中都處于“錯誤”狀態(tài)。當該序列被解除調節后，大量的重復性核苷酸序列就會(huì )被建立，而且癌細胞中主要的調節性蛋白會(huì )被擠入到核小體中，這很有可能會(huì )引發(fā)表觀(guān)遺傳不穩定性，從而就會(huì )驅動(dòng)多種癌癥的發(fā)生。
研究者Jeanne Lawrence表示，這些衛星重復序列就好像是主要調節因子的分子海綿一樣，其能夠控制其它基因的表達，隨著(zhù)時(shí)間流逝，當細胞衰老以及分裂時(shí)，這些改變就會(huì )造成遺傳不穩定性的產(chǎn)生，進(jìn)而就會(huì )導致特殊的癌癥相關(guān)基因變得具有活性。目前人類(lèi)基因組這一巨大的空白箱還沒(méi)有被完全進(jìn)行測序和繪圖，HSAT-II包含了數百萬(wàn)個(gè)非常豐富的小型序列拷貝，而且其顯微鏡下就能夠觀(guān)察到某些染色體，尤其是1號染色體，由于HSAT-II的DNA在正常情況下處于甲基化狀態(tài)，因此在健康細胞中其依然處于休眠狀態(tài)，基于這個(gè)原因，研究人員無(wú)法對HSAT-II進(jìn)行廣泛的研究，而且研究人員也認為該序列并不會(huì )發(fā)揮作用，實(shí)際上，標準的基因組學(xué)實(shí)驗會(huì )有意識地剔除掉HSAT-II的結果。
為了闡明重復性的“垃圾DNA”是否會(huì )發(fā)揮正常功能，研究人員Lawrence及其同事利用熒光原位雜交技術(shù)（FISH）對RNA進(jìn)行了追蹤，他們發(fā)現在所研究的大約一半的腫瘤中，HSAT-II都能夠表達，而且能夠形成RNA大量的核積累。為了深入理解為何在癌癥中HSAT-II會(huì )被錯誤調節，研究者對HSAT-II的DNA進(jìn)行了甲基化誘導，這種序列在癌癥中非常常見(jiàn)，但其被認為并沒(méi)有功能。研究者發(fā)現，當被脫甲基化后，HSAT-II的DNA就會(huì )吸收名為PRC1（protein regulator of cytokinesis 1，胞質(zhì)分裂調節蛋白1）的重要調節性復合體，而且HSAT-II的RNA位點(diǎn)會(huì )相似地捕捉MeCP2（methyl CpG binding protein 2，甲基化的CpG結合蛋白2），最終就會(huì )產(chǎn)生兩種類(lèi)型的癌癥相關(guān)核小體結構，這些蛋白能夠幫助控制一系列其它基因的表達，而這些基因主要負責細胞的分化和以及在癌癥中出錯的發(fā)育途徑。
研究者Hall-Anderson博士表示，我們機體基因組中重復的“垃圾DNA”實(shí)際上一直是研究中的巨大空白，科學(xué)家們并未對其序列進(jìn)行繪圖，然而這些序列在控制基因的表達上扮演著(zhù)重要的作用。在癌癥生物學(xué)研究中，基因組不穩定性是研究人員關(guān)注的一大熱點(diǎn)，然而不光是DNA序列發(fā)生改變，其調節過(guò)程也會(huì )出錯，有研究證據表明表觀(guān)基因組可以自我構建，并且在癌癥發(fā)生過(guò)程中扮演著(zhù)重要角色。
本文研究對于未來(lái)研究人員進(jìn)行癌癥領(lǐng)域的研究帶來(lái)了新的方向，后期研究人員也希望通過(guò)更為深入的研究來(lái)闡明HSAT-II在健康細胞發(fā)育過(guò)程中扮演的重要角色。(轉載于生物谷）
