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發(fā)布時(shí)間： 2016年11月09日
基因既可以通過(guò)DNA水平的復(fù)制，也可以通過(guò)RNA水平的復(fù)制來(lái)產(chǎn)生新的拷貝，后者又稱(chēng)為逆轉(zhuǎn)錄基因，產(chǎn)生的過(guò)程稱(chēng)為逆轉(zhuǎn)錄。有實(shí)驗(yàn)證明在哺乳動(dòng)物中，逆轉(zhuǎn)錄基因由一種non-LTR類(lèi)型的逆轉(zhuǎn)座子介導(dǎo)產(chǎn)生，但是在其他動(dòng)物中卻并不明確。日前，中科院動(dòng)物所張勇研究組在逆轉(zhuǎn)座子介導(dǎo)的復(fù)制過(guò)程研究取得進(jìn)展，相關(guān)成果發(fā)布于《基因組研究》。
科研人員首先在黑腹果蠅中鑒定出15個(gè)多態(tài)性的逆轉(zhuǎn)錄基因，發(fā)現(xiàn)它們都具有一種相同的結(jié)構(gòu)，即中間為逆轉(zhuǎn)錄基因，兩側(cè)為L(zhǎng)TR逆轉(zhuǎn)座子的嵌合結(jié)構(gòu)。這些逆轉(zhuǎn)錄基因與逆轉(zhuǎn)座子的融合點(diǎn)存在微同源序列，說(shuō)明它們與LINE-1介導(dǎo)產(chǎn)生的逆轉(zhuǎn)錄基因不同，而是由一種模板跳轉(zhuǎn)的機(jī)制產(chǎn)生的。
在進(jìn)一步對(duì)蚊子、斑馬魚(yú)、雞、老鼠和人進(jìn)行同樣的研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，這些物種中都含有同樣嵌合結(jié)構(gòu)的逆轉(zhuǎn)錄基因。由此研究首次提出一個(gè)模型來(lái)解釋上述現(xiàn)象：逆轉(zhuǎn)錄基因是由LTR逆轉(zhuǎn)座子在復(fù)制過(guò)程中，借助微同源序列發(fā)生模板跳轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的。這是一種全新的外顯子重排機(jī)制，即多個(gè)逆轉(zhuǎn)錄基因可以融合在一起，進(jìn)而形成更復(fù)雜的嵌合基因發(fā)揮功能。逆轉(zhuǎn)錄基因可與兩側(cè)的LTR逆轉(zhuǎn)座子序列共表達(dá)，說(shuō)明嵌合基因產(chǎn)生之后可以立刻轉(zhuǎn)錄表達(dá)。此外，嵌合基因的轉(zhuǎn)錄本與母基因具有相同的翻譯讀碼框，即它們極有可能進(jìn)而翻譯蛋白發(fā)揮功能。
總之，研究組通過(guò)大尺度跨物種分析，鑒定了一種跨越無(wú)脊椎和脊椎動(dòng)物的高度保守的基因復(fù)制機(jī)制，它將持續(xù)地改變動(dòng)物體的基因構(gòu)成。
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