“跳跃基因”创建人类大脑细胞的多样性,为进化提供线索和神经系统疾病
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DNA脚本,而不是坚持一个人类大脑细胞港惊人的基因变化,根据索尔克生物研究所的科学家们。
研究结果,发表在8月5日,2009年,推进自然的在线版,可能有助于解释大脑发育和个性,以及导致更好的理解神经系统疾病。
弗雷德规,领导的团队,博士,教授索尔克实验室的遗传学和持有人的Vi和约翰·阿德勒的椅子与年龄相关的神经退行性疾病研究发现人类大脑细胞包含一个意想不到的数量的所谓移动elements-extraordinary DNA片段插入额外的副本本身在整个基因组中使用“复制和粘贴”机制。
“跳跃基因”可以很好地解释大脑发育和个性。
“这是一个潜在的机制来创建神经多样性,每个人是独一无二的,”盖奇说。“大脑有1000亿个神经元和100万亿个连接,但移动的DNA片段可以给单个神经元互相一个稍微不同的能力。”
唯一已知的人类细胞改造基因组的细胞是免疫系统。有重组抗体的基因编码创建必要的各种抗体能够识别一个无限数量的不同的抗原。
在前期的工作中,计已经表明,移动的DNA片段称为1号线元素(简称长点缀元素1)随机添加额外的复制小鼠大脑细胞的基因组。但是否相同的过程,通俗称为“跳”,认为对人类大脑中的神经元一直是一些争议的问题。
“众所周知,这些移动元素很重要在低等生物,如植物和酵母,但在哺乳动物,他们通常认为是我们过去的残余,”盖奇说。“但他们是极其丰富的。总数大约50%的人类基因组是由残余移动元素。如果这是真的垃圾,我们会摆脱它。”
最初,索尔克的研究人员仅仅试图识别跳事件在人类大脑细胞在培养皿中生长,与老鼠。他们成功了,但无论是计还是博士后研究员和妮可Coufal第一作者,博士,很满意。他们想知道是否这种现象发生在人身上。
在人类神经系统发育的早期阶段1号线元素变得活跃(绿色荧光)可能影响神经功能。
在老鼠中,基因跳是有限的大脑和生殖细胞,生殖细胞在我们的身体,因为这些类型的快速变化会损害重要器官如心脏或肾脏。如果1号线元素确实是在人类,应该有更多的副本比心脏或肝脏,大脑中规和Coufal没想到1号线跳发生。
当Coufal测量匹配样本(大脑和身体的其他组织)从众多的个体,她发现一些大脑样本有多达100额外的副本每个细胞。“这是证明这些元素是跳跃在神经元,“Coufal解释道。引人注目的是,这也意味着并不是所有的细胞都是创建equal-humans真嵌合体,因为他们的大脑细胞的DNA不同于DNA的细胞。
通过这种方式,移动元素实际上可能驱动进化,创造更多的多样性比会发生通过正常细胞分裂(这使得一个精确复制的基因组,保存偶尔的错误)。“这是一个不同的方式的多样性,”盖奇说。“大脑的生活与环境80年在我们不可预知的未来,这提供了一个额外的元素的适应性。这是有意义的,会有添加水平的复杂性。”
试图解释为什么只有脑细胞港真正“移动”元素,Coufal看着1号线启动子,这是开关,1号线元素,她发现在大脑中,开关一般,而在其他组织永久锁定在“关闭”位置。
更重要的是,知道1号线元素是在大脑中跳来跳去开辟了一种新的方式看神经障碍。Coufal解释道,“跳特异表达可能导致问题出现在这些条件。”The Salk researchers are planning to look for changes in jumping frequency in the brains of individuals affected by Rett's syndrome and other diseases.
研究结果,发表在8月5日,2009年,推进自然的在线版,可能有助于解释大脑发育和个性,以及导致更好的理解神经系统疾病。
弗雷德规,领导的团队,博士,教授索尔克实验室的遗传学和持有人的Vi和约翰·阿德勒的椅子与年龄相关的神经退行性疾病研究发现人类大脑细胞包含一个意想不到的数量的所谓移动elements-extraordinary DNA片段插入额外的副本本身在整个基因组中使用“复制和粘贴”机制。
“跳跃基因”可以很好地解释大脑发育和个性。
“这是一个潜在的机制来创建神经多样性,每个人是独一无二的,”盖奇说。“大脑有1000亿个神经元和100万亿个连接,但移动的DNA片段可以给单个神经元互相一个稍微不同的能力。”
唯一已知的人类细胞改造基因组的细胞是免疫系统。有重组抗体的基因编码创建必要的各种抗体能够识别一个无限数量的不同的抗原。
在前期的工作中,计已经表明,移动的DNA片段称为1号线元素(简称长点缀元素1)随机添加额外的复制小鼠大脑细胞的基因组。但是否相同的过程,通俗称为“跳”,认为对人类大脑中的神经元一直是一些争议的问题。
“众所周知,这些移动元素很重要在低等生物,如植物和酵母,但在哺乳动物,他们通常认为是我们过去的残余,”盖奇说。“但他们是极其丰富的。总数大约50%的人类基因组是由残余移动元素。如果这是真的垃圾,我们会摆脱它。”
最初,索尔克的研究人员仅仅试图识别跳事件在人类大脑细胞在培养皿中生长,与老鼠。他们成功了,但无论是计还是博士后研究员和妮可Coufal第一作者,博士,很满意。他们想知道是否这种现象发生在人身上。
在人类神经系统发育的早期阶段1号线元素变得活跃(绿色荧光)可能影响神经功能。
在老鼠中,基因跳是有限的大脑和生殖细胞,生殖细胞在我们的身体,因为这些类型的快速变化会损害重要器官如心脏或肾脏。如果1号线元素确实是在人类,应该有更多的副本比心脏或肝脏,大脑中规和Coufal没想到1号线跳发生。
当Coufal测量匹配样本(大脑和身体的其他组织)从众多的个体,她发现一些大脑样本有多达100额外的副本每个细胞。“这是证明这些元素是跳跃在神经元,“Coufal解释道。引人注目的是,这也意味着并不是所有的细胞都是创建equal-humans真嵌合体,因为他们的大脑细胞的DNA不同于DNA的细胞。
通过这种方式,移动元素实际上可能驱动进化,创造更多的多样性比会发生通过正常细胞分裂(这使得一个精确复制的基因组,保存偶尔的错误)。“这是一个不同的方式的多样性,”盖奇说。“大脑的生活与环境80年在我们不可预知的未来,这提供了一个额外的元素的适应性。这是有意义的,会有添加水平的复杂性。”
试图解释为什么只有脑细胞港真正“移动”元素,Coufal看着1号线启动子,这是开关,1号线元素,她发现在大脑中,开关一般,而在其他组织永久锁定在“关闭”位置。
更重要的是,知道1号线元素是在大脑中跳来跳去开辟了一种新的方式看神经障碍。Coufal解释道,“跳特异表达可能导致问题出现在这些条件。”The Salk researchers are planning to look for changes in jumping frequency in the brains of individuals affected by Rett's syndrome and other diseases.
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