Biologer sporer DNA-parasitter i jagten på sygdomsbehandlinger

De betragtes som "parasitiske gener". Selvom de omfatter over halvdelen af ​​menneskets DNA, er der stadig meget at lære om dem. Nu tilbyder biologer fra University of California, Irvine ny indsigt i disse enheder kendt som transposoner, og giver viden, der en dag kan hjælpe i kampen mod kræft og aldringsrelaterede sygdomme.

Deres undersøgelse vises i eLife .

I modsætning til gener, der koder for proteiner, der er nødvendige for, at vi kan fungere, laver transposoner proteiner udelukkende for at kopiere deres eget DNA og indsætte det andre elementer. "De er egoistiske parasitter," sagde studieleder Grace Yuh Chwen Lee, assisterende professor i økologi og evolutionær biologi. "De foreviger sig selv, og for det meste gør de ikke noget for os."

Næsten alle arter indeholder transposoner og har udviklet kemiske modifikationer, der stopper deres fortsatte replikation. Men procentdelen af ​​transposoner varierer meget på tværs af genomer. Det spænder fra 50 procent hos mennesker og 65 procent og salamandere til blot seks procent i pufferfisk. Selv blandt forskellige slags frugtfluer varierer tallet fra to til 25 procent.

UCI-biologerne søgte at forstå, hvad der har forårsaget denne variation. Deres forespørgsel stammede fra tidligere forskning udført af Lee og kolleger, der viser, at de kemiske ændringer, der forhindrer transposoner i at replikere, har, hvad holdet kalder "grimme bivirkninger." De kemiske modifikationer spreder sig selv til nabogener og forstyrrer deres funktion.

"I denne nye undersøgelse fandt vi ud af, at disse bivirkninger varierede i styrke og skadelighed," sagde Lee. "Vi lærte, at arter, hvis bivirkninger var særligt skadelige for tilstødende gener, gennem tiden oplevede stærkere selektion, der fjernede transposoner. Dette resulterede i en lavere procentdel af transposoner i deres genomer nu."

Holdet opdagede også, at variationen i bivirkningens sværhedsgrad kan stamme fra generne, der fremstiller og distribuerer de kemiske modifikationer. Biologerne planlægger at udforske dette spørgsmål yderligere i kommende forskning.

Transposoner er allerede blevet forbundet med nogle sjældne arvelige sygdomme. For nylig har forskere fundet ud af, at de er aktiveret i aldrende hjerner og visse kræftceller.

"Mens deres rolle i disse henseender stadig er uklar, kan det i sidste ende være muligt at udvikle behandlinger ved at ændre de gener, der producerer disse kemiske ændringer," sagde Lee. "Vi vil også gerne undersøge, om hensyn som kost og miljø, som vides at have indflydelse på, hvordan celler fordeler de kemiske modifikationer, har en effekt på transposoner."

Postdoktor Yuheng Huang fungerede som papirets første forfatter. + Udforsk yderligere

Transposoner kan omdirigere vores hjerner