垃圾DNA的新形象:DNA损伤的修复者

　　

    [生物通讯]垃圾DNA（Junk DNA）是遗传学世界中的流浪者。它几乎占据了人类基因组的一半，但许多科学家都将它视作无用信息不予理睬。然而，发表于2002年6月期《自然遗传学》网络版上的一项新研究表明，称为LINE-1元件的一段垃圾DNA应该得到更多的尊重。

    由密歇根大学医学院和路易斯安娜州立大学的科学家共同进行的这项研究是首次证明哺乳动物细胞中，LINE-1，或称L1元件能够跳到DNA链发生断裂的染色体上，溜进断裂处修复DNA损伤。

    “具有转座能力的L1元件组成了我们DNA的17％，但我们对它们知之甚少。”密歇根大学医学院人类遗传学和内科医学助教John V. Moran博士说道。Moran开发出首例识别人类和小鼠基因组中移动L1的芯片。“直到现在，所有人都认为L1只是我们人类DNA在细胞内的寄生虫－－久远进化史下遗留下来的垃圾。但该领域中有一个主要问题：L1经长期的自然选择仍然留在我们的基因组中，这是因为我们无力将之除掉，还是因为它们有着某种功能？”

    L1利用RNA以及一个叫做反转录的过程复制自身，进行“繁殖’,这些DNA拷贝可以跳到其它的DNA序列中。正常情况下，L1是用一种叫做核酸内切酶的酶来剪切DNA，开拓出一个空间，这样它们就可以将自己插入到基因组中。

    “我们知道核酸内切酶的通路。”文章的第一作者、密歇根大学医学院人类遗传学专业的研究生Tammy A. Morrish说。“但我们不知道除此之外还存在另一个无需核酸内切酶的机制，即直接跳到现有断裂DNA上。

    Morrish在来自中国仓鼠卵巢细胞的几个正常细胞系和DNA修复突变细胞系中检查了人类L1修复断裂DNA的能力。已有其它研究人员证明了人类L1修复酵母细胞断裂DNA的能力，但Morrish这次是首次证明L1在哺乳动物细胞中修复DNA断裂的能力。

    由于DNA断裂如不被修复可能导致细胞死亡，因而存在其它修复通路对于宿主细胞而言无疑是一件好事。问题是，L1这样做的目的究竟是什么？

    “这项研究提出了L1是否只是利用DNA断点插入自身，还是被宿主细胞用作调节DNA损伤修复的问题。”Moran说。“从L1的角度来看，这为L1提供了另一条整合到DNA链上的途径。”

    由于L1是如此古老，由于它们跳到新位点时有时携带有基因片段，因而Moran认为，L1在人类进化中扮演着重要角色－－增加遗传多样性。Moran是少数研究人类基因组中L1的科学家之一。

    “在我们人类基因组中存在着比其它物种中更多的转座L1，但我们对于它们移动到何处以及如何移动，几乎一无所知。”Moran说。

    在未来的研究中，Moran的研究小组将探查指导L1修复特异DNA断裂的可能性；将L1用作传递特殊遗传物质到特定DNA位点的载体的可能性；以及L1插入对基因的影响。

生物通摘译自BIO.COM