新的研究揭示了对“黑暗基因组”的见解，重点是LINE-1，这是一种与各种疾病相关的遗传元素。一个国际科学家团队详细描述了LINE-1及其逆转录酶的结构，为疾病治疗提供了潜在的途径。这项研究强调了LINE-1和HIV-1逆转录酶之间的相似性，为靶向药物的开发铺平了道路。来源:SciTechDaily.com
了解LINE-1的机制是开发癌症、自身免疫性疾病、神经变性甚至衰老的潜在新疗法的关键。
12月14日发表在《自然》杂志上的一项研究揭示了所谓的“黑暗基因组”的一小部分——98%的人类基因组，其生物学功能在很大程度上是未知的。
在这种情况下，一个国际多学科团队报告了被称为LINE-1的遗传元件的第一个高分辨率图像和结构细节，LINE-1插入到人类基因组中，并与癌症、自身免疫性疾病、神经变性甚至衰老等疾病有关。
揭示LINE-1的结构和影响
LINE-1在论文中被描述为一种“古老的遗传寄生虫”，每个人体内大约有100个潜在的活跃拷贝。LINE-1活性常与疾病相关。
与DNA不同，DNA先产生RNA，然后是蛋白质，而逆转录转座子，比如LINE-1，是反向工作的，从RNA合成DNA，然后将其插入基因组。这个过程所需的酶被称为LINE-1逆转录酶，或LINE-1 RT。
“反转录转座子通常被称为‘跳跃基因’，它通过复制粘贴机制将自己插入我们的染色体中，”阿尔伯塔大学医学微生物学和免疫学教授兼系主任Matthias G?tte解释说，他是八名共同通讯作者之一。
“在这篇论文中，我们发现了这个过程中的关键步骤，这可能会让我们找到抑制这种酶的方法，并最终治疗这些疾病。”
阿尔伯塔大学病毒学家Matthias G?tte为一项重大的国际研究贡献了他实验室的领先专业知识，揭示了LINE-1的内部工作原理，LINE-1是一种“古老的遗传寄生虫”，与癌症、自身免疫性疾病、神经变性和衰老有关。来源:约翰·乌兰
合作努力和成果
该团队包括来自美国和欧洲机构以及生物技术合作伙伴的研究人员。G?tte的实验室是这项研究的唯一加拿大贡献者，该研究由哈佛医学院和波士顿生物技术公司ROME Therapeutics的研究人员领导。
研究人员报告说:“我们的综合分析揭示了编写了近一半人类基因组的分子机器的内部工作原理。”“了解LINE-1的结构和功能在进化和人类疾病中都很重要。”
G?tte实验室提供了论文中的大部分生化数据。他解释说:“我们在实验室中表达和纯化LINE-1 RT，然后进行生化实验，以了解它是如何从RNA合成新的DNA并将其插入基因组的。”
G?tte是HIV和HCV等病毒聚合酶和RTs(或复制引擎)方面的专家。目前，他的重点是埃博拉病毒、拉沙病毒、新冠病毒等具有高流行潜力的病毒。
G?tte说:“我们发现了LINE-1 RT和HIV-1 RT之间的相似之处，但也有差异，这将使我们能够开发出对这种特定的LINE-1酶更特异性的药物。”
他补充说:“这是一个由世界级结构生物学家组成的大型团队的努力，这就是为什么这门科学绝对是不可思议的。”“只有在非常强大的科学基础上，才能开发出针对重要人类疾病的有效治疗方法。”
G?tte此前曾与一个类似的科学团队合作，发表了关于人类内源性逆转录病毒k RT酶的研究，该酶也与疾病有关。
G?tte感谢他的研究助理Egor Tchesnokov为这篇论文进行了四年的实验。“他在这方面非常擅长，我非常感激他能在实验室工作。”
G?tte对这个项目的研究是由ROME Therapeutics赞助的。他持有股权并获得ROME Therapeutics的咨询费。
参考:作者:Eric T. Baldwin, Trevor van Eeuwen, David Hoyos, Arthur Zalevsky, Egor P. Tchesnokov, Roberto Sánchez, Bryant D. Miller, Luciano H. Di Stefano, Francesc Xavier Ruiz, Matthew Hancock, Esin i
， Carlos Mendez-Dorantes, Thomas Walpole, Charles Nichols, Paul Wan, Kirsi Riento, Rowan Halls-Kass, Martin Augustin, Alfred Lammens, Anja Jestel, Paula Upla, Kera Xibinaku, Samantha Congreve, Maximiliaan Hennink，Kacper B. Rogala, Anna M. Schneider, Jennifer E. Fairman, Shawn M. Christensen, Brian Desrosiers, Gregory S. Bisacchi, Oliver L. Saunders, Nafeeza Hafeez, Wenyan Miao, Rosana Kapeller, Dennis M. Zaller, Andrej Sali, Oliver Weichenrieder, Kathleen H. Burns, Matthias G?tte, Michael P. Rout, Eddy Arnold, Benjamin D. Greenbaum, Donna L. Romero, John LaCava和Martin S. Taylor, 2023年12月14日，Nature。DOI: 10.1038 / s41586 - 023 - 06947 - z
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