Nat Commun：多功能蛋白或可阻断寄生基因进行“跳跃”

近日研究发现，大多数生物包括人类都有一种叫做“跳跃基因”的寄生DNA片段，它们将自己插入到DNA分子中破坏遗传程序。这一现象会导致与年龄相关疾病的产生，如癌症。但是罗彻斯特大学的研究人员报告说，在小鼠实验中，当多功能蛋白质为执行另一种功能而阻止它们受控制时，老鼠的“跳跃基因”就变得异常活跃。

发表在 Nature Communications 杂志上的一篇文章中的作者Vera Gorbunova 教授和助理教授Andrei Seluanov解释说，我们需要Sirt6蛋白质来保持“跳跃基因”无活性的状态，“跳跃基因”也被称为反转录转座子。这是一个与以往功能完全不同转座子，科学家们长期以来认为它的功能与Sirt6有关，比如Sirt6可以修复破碎的DNA分子并调节新陈代谢。

在大多数情况下，反转录转座子在生物体基因组中是呈无活性的状态的。但是它们一旦活跃起来，这些DNA片段就会进行自我复制并跳到新的遗传基因组中，然后嵌入到新基因组的重要部分扰乱该基因组的功能，并不断改变其DNA序列信息。

当Sirt6蛋白保持“跳跃基因”在年轻细胞中无活性时，该蛋白会起到一个什么样的作用？答案在于Sirt6起到一个修复DNA损伤的作用。随时间的过去细胞中大量的DNA遭受损伤而需要不断地进行修复。随着细胞的老化，Sirt6蛋白就会因帮助修复DNA损伤而越来越忙。Gorbunova和Seluanov的假设理论是由于Sirt6一直忙于帮助衰老细胞修复DNA损伤使得它无暇顾及“跳跃基因”有无活性。

为了验证这个理论，研究人员使用伽马辐射或化学物过氧化氢造成年轻细胞的DNA受损。一旦细胞发生损伤，Sirt6立即来到受损的DNA位点前以帮助细胞完成修复工作。Gorbunova Seluanov发现，在这个过程中压力细胞的DNA损伤会增加，它的“跳跃基因”相比其他细胞的活动率更高。当在压力细胞中人为大量增加Sirt6时，结果显示它的反转录转座子没有变得异常活跃，相对来说基因组的安全基本有所保障。

“实验说明提供更多Sirt6蛋白质可能会延缓细胞老化，”Gorbunova说。“这个结果将会大量增加Sirt6的产量，这样就可以用足够的蛋白质来帮助DNA修复，并且可以使反转录转座子无活性这一状态得到保持。”

原始出处：

Van Meter M, Kashyap M, Rezazadeh S, Geneva AJ, Morello TD, Seluanov A, Gorbunova V.SIRT6 represses LINE1 retrotransposons by ribosylating KAP1 but this repression fails with stress and age.Nat Commun. 2014 Sep 23;5:5011. doi: 10.1038/ncomms6011.