寄生虫DNA序列劫持细胞的修复机器

像其病毒表亲,有些寄生虫DNA序列称为逆转录转座子被发现借款细胞的机制,以实现其目标。

在一个新的在线周三出现在《华尔街日报》工作自然,杜克大学团队确定反转位子活动劫持一个鲜为人知的细胞的DNA修复功能关闭自己成环状的形状,然后创建一个匹配的双链。

这一发现颠覆了40年的传统智慧说这些戒指只是一个无用的副产品坏基因复制。它也可能提供新的见解癌症、病毒感染及免疫反应。

反转位子活动的DNA片段的大约7000个字母长自己复制并粘贴到基因组的不同部分的植物和动物。通过这样做,他们在重写DNA中发挥作用,调节细胞如何使用它的基因。

反转位子活动被认为是背后的很多基因变异和创新驱动进化,并继承了父母。

许多研究表明,这些环以外的DNA染色体以某种方式参与癌症的发展和进展,部分原因在于他们已知的内港cancer-driving致癌基因的DNA序列。引起艾滋病的HIV逆转录病毒,也是形成环状DNA。

“我认为这些元素是基因组的源动力,对动物进化,甚至影响到我们的日常生活,”赵说张(ZZ)、药理学助理教授和癌症生物学和杜克科技学者。“但我们仍在欣赏的过程中其功能。”

反转位子活动很常见,他们约占人类基因组的40%,和75%以上的玉米基因组,但怎样和在哪里复制自己一直有点模糊。

逆转录病毒张举起一本厚厚的课本,他对这项研究咨询。书说,环状的序列是“由重组线性DNA的两端,只是一个死胡同,没有复制的副产品,”他说。

在早期研究果蝇卵,张的团队建立了继承反转位子活动使用的“护士细胞”支持鸡蛋工厂生产许多复制自己,然后分布于整个基因组在动态的发展中鸡蛋。该模型系统允许研究人员学习更多关于反转位子活动进一步放大。

在最近的工作中,他们发现意外,大多数新添加的反转位子活动在本通知的形式而不是整合到宿主的基因组。然后他们进行了一系列的实验敲出细胞的DNA修复机制一次找出和圈正在形成。

答案:一个很少被研究DNA修复机制称为替代end-joining DNA修复,或简称alt-EJ维修doubles-stranded断裂。逆转录转座子序列使用这部分主机修理机械的单链DNA的两端缝在一起,然后使用创建一个匹配的双链的DNA合成酶。此外,研究人员证实,这也是人类细胞内的过程。

所以反转位子活动不是一个草率的事故;他们实际上劫持一些细胞的机械制造更多的自己,像病毒一样。

“我们的发现实际上推翻了教材模式,”张说。“我们表明,重组教材提出的事件形成戒指并不重要,”张说。“相反,alt-EJ通路驾驶循环生产。”

“我的实验室目前正在测试是否可以一个中间环状DNA插入新的基因组,”张说。“我们也测试环状DNA是否可以感觉到,我们的免疫系统来启动免疫反应。”

“在逆转录病毒和逆转录转座子领域领域,人们认为环状DNA只是一个次要的事件,但我们的研究是将环状DNA到舞台中心,”张说。“人们应该更加注意环状DNA。”

参考:杨F,苏W,钟OW, et al。反转位子活动劫持alt-EJ DNA复制和eccDNA生源论。自然。2023年。doi:10.1038 / s41586 - 023 - 06327 - 7

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