垃圾DNA携带癌症开关 或成癌症帮凶

　　

生物通报道，来自诺丁汉大学的科学家发现通常被认为是垃圾DNA的序列产生的一种遗传序列组份将有助于乳腺癌和肠癌的诊断，这一研究受到英国癌症研究基金的资助，相关成果发表在本月的《Genomics》期刊上。

 

该研究小组由毕业于医学与公共卫生学的Cristina Tufarelli博士领导，他们发现7种有瑕疵的遗传组份（亦称为嵌合体转录子，chimeric transcripts）在乳腺癌细胞中普遍存在。其中有5种只存在于乳腺癌细胞内，另外2种在肠癌细胞和乳腺癌细胞中均有发现。

 

这些不良序列（rogue elements）由LINE-1（L1）序列产生。尽管这些序列也被称为垃圾DNA（junk DNA），但是目前的研究发现这些序列对基因组具有重要的意义，它有时候能影响某些基因的表达。

 

在人类基因组中已探明功能能表达蛋白的基因只占3%，其余多数功能不清的基因被误认为是垃圾DNA（junk DNA）。

 

L1s携带一个基因开关，可随意的开启或是关闭周围的基因，如果基因组上的基因被L1s给关闭了，那么这个携带这个基因组的细胞正常的功能将受到影响。为了避免L1s影响正常的细胞功能，正常情况下这些L1s被一种化学物质给抑制掉活性。而在癌细胞中，这种化学物质的活性丢失，导致L1s活性被开启，扰乱细胞的正常功能。

 

Tufarlli博士表示，他们的研究给垃圾DNA和癌症间的关联找到新的证据。下一步，他们将继续研究这些垃圾DNA，并且研究这些垃圾DNA是否具有启动或是终止癌症发生的能力。如果，这些垃圾DNA对癌症的发生没有起关键性的作用，那么研究它们也可能有利于癌症的诊断或是检测方面的研究。

 

垃圾DNA还被认为是造就人类独特性的关键因素

在一篇Science文章中来自哈佛大学的Marcelo Vinces表示，乍一看，这些junk DNA好像没有任何功能，造物主给人类这么多的“垃圾”，这不符合演化的规律，不符合效率规律，用进废退，如果没有功能这些DNA为何一直没有退化消失。

 

Kevin J. Verstrepen领衔的研究小组将揭开这一答案，junk DNA多以重复的序列出现，并且具有不稳定性。这些串联的重复序列常常影响临近基因的活性，它影响临近基因结合到核小体（nucleosomes）的松紧程度，而这种松紧程度直接影响基因的活化程度。

 

有趣的是，重复的序列很不稳定，当DNA复制时，序列的重复倍数常发生改变。这些改变影响局部DNA与核小体的结合。这些改变通常与周围环境有关联，当周围环境发生改变时，junk DNA可能发生改变，提高生物体适应环境的能力。

 

在无休止的进化过程中，junk DNA起着保护生物体在大环境中幸存下来的角色。

（生物通 小茜）

生物通推荐原文检索

Isolation of cancer-specific chimeric transcripts induced by hypomethylation of the LINE-1 antisense promoter

Hazel A. Cruickshanksa, b and Cristina Tufarelli, a, b,

aWolfson Centre for Stem Cells, Tissue Engineering and Modelling (STEM), Centre for Biomolecular Sciences, University of Nottingham, Nottingham, NG7 2RD, UK

bDepartment of Genetics, University of Leicester, Leicester, LE1 7RH, UK

 

Abstract

The antisense promoter of human LINE-1 (L1) retroelements can direct transcription of adjacent unique genomic sequences generating chimeric RNAs, which can perturb transcription of neighbouring genes. As L1 elements constitute 17% of the human genome, chimeric transcription is potentially widespread, but the extent to which this occurs is largely unknown. Using a genome-wide screen we have isolated novel chimeric transcripts that are unique to breast cancer cell lines, primary tumours and colon cancer cells. Expression of the cancer-specific chimeric transcripts can be induced in non-malignant breast epithelial cells by the demethylating drug 5-azacytidine. These findings indicate that loss of L1 methylation in cancer cells is linked to the expression of L1-chimeric transcripts which may therefore constitute a useful set of markers of malignancy.