圖中是一個(gè)細(xì)胞分裂成兩個(gè)細(xì)胞，DNA是圖中藍(lán)色部分。科學(xué)家最新研究顯示，LINE1基因在人類基因中重復(fù)50萬次，差不多占到每個(gè)細(xì)胞的五分之一。

新浪科技訊 北京時(shí)間6月25日消息，據(jù)國外媒體報(bào)道，多年以來，美國加州大學(xué)舊金山分校發(fā)展生物學(xué)家米格爾·拉馬略·桑托斯（Miguel Ramalho-Santos）試著說服實(shí)驗(yàn)室的同事研究一種被稱為“跳躍基因”的DNA片段——LINE1，他個(gè)人認(rèn)為這種基因是非常特殊的。它在人類基因中重復(fù)50萬次，差不多占到每個(gè)細(xì)胞的五分之一。但是他的實(shí)驗(yàn)室里沒有人想去研究這種基因，桑托斯說：“同事們認(rèn)為，在實(shí)驗(yàn)室里研究LINE1基因，就是在開玩笑。”

桑托斯說：“這可能與LINE1基因的傳統(tǒng)認(rèn)知有關(guān)，人們通常喜歡稱它為垃圾DNA，或者將它稱為基因寄生蟲?！盠INE1像其它轉(zhuǎn)座子（或者“跳躍基因”）一樣，擁有自我復(fù)制的特殊能力，能夠隨機(jī)插入基因片斷之中。當(dāng)LINE1插入一個(gè)不好的位置時(shí)，潛在誘導(dǎo)形成癌癥或者血友病等遺傳疾病，遺傳學(xué)家通常會關(guān)注它。

但是桑托斯更加關(guān)注LINE1基因，他認(rèn)為，如果LINE1在最好的情況下對人體無害，在最壞的情況下對人體有害，為什么它會在人類基因組中保持如此多數(shù)量呢？

桑托斯對此有一種特殊的預(yù)感，他和其他人發(fā)現(xiàn)LINE1基因在發(fā)育胚胎中尤為活躍，從而表明該基因片斷實(shí)際上在協(xié)調(diào)胚胎細(xì)胞發(fā)育過程中具有重要作用。他開始做大量的實(shí)驗(yàn)研究，經(jīng)常在實(shí)驗(yàn)室里找人幫忙分析，桑托斯笑著回憶說：“當(dāng)時(shí)許多同事都不理解我，覺得我瘋瘋癲癲，一直到米歇爾·珀查德（Michelle Percharde）博士后加入實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)，我才找到開展LINE1研究項(xiàng)目的真實(shí)合作伙伴?！?/p>

LINE1基因研究逐漸步入正軌，最重要的是，桑托斯和珀查德找到了如何在老鼠胚胎中關(guān)閉LINE1的方法。DNA可以存儲生命代碼，但是要讀懂它，細(xì)胞必須首先將DNA序列轉(zhuǎn)換成RNA相關(guān)分子。當(dāng)研究小組中立化LINE1RNA微粒時(shí)，受精卵首次分裂之后，胚胎就陷入雙細(xì)胞階段，沒有LINE1基因，老鼠胚胎基本上就停止發(fā)育。

桑托斯認(rèn)為，LINE1RNA微粒起到“分子膠”的作用，它將一組分子結(jié)合在一起，關(guān)閉了雙細(xì)胞階段，并推動其進(jìn)入下一個(gè)發(fā)展階段。特別是，它關(guān)閉了一種叫做Dux的基因，該基因在雙細(xì)胞階段處于活躍狀態(tài)。

在過去幾年里，其他研究小組曾偶然間發(fā)現(xiàn)LINE1基因功能的重要線索。他們發(fā)現(xiàn)LINE1基因在早期老鼠胚胎和大腦細(xì)胞中可能發(fā)揮的作用，但是他們并沒有對LINE1基因功能提供確鑿證據(jù)。美國南達(dá)科達(dá)州立大學(xué)LINE1基因研究員Wenfeng An說：“直到近期，關(guān)于LINE1基因的探索仍沒有準(zhǔn)確的定論，我們一直在期望著研究結(jié)果，這是一項(xiàng)開創(chuàng)性研究?！?/p>

然而，LINE1自我復(fù)制的通車與它在胚胎發(fā)育中的角色無關(guān)。當(dāng)珀查德阻止LINE1插入基因時(shí)，胚胎干細(xì)胞看上去狀態(tài)好。胚胎細(xì)胞有可能在制造LINE1RNA分子的同時(shí)，阻止它在基因組中潛在有害性“踴躍”。但是LINE1成千上萬的復(fù)本中，不可能每一個(gè)復(fù)本都用于調(diào)控胚胎發(fā)育。

科學(xué)家下一步將重點(diǎn)研究人類細(xì)胞中的LINE1基因，它構(gòu)成人類基因的17%。老鼠和人類存在著差異，但是LINE1基因也大量存在于差不多所有的哺乳動物。其他的轉(zhuǎn)座子（也被認(rèn)為是垃圾DNA）在人類細(xì)胞發(fā)育過程中也具有重要作用。美國斯坦福大學(xué)發(fā)展生物學(xué)家喬安娜·沃索西卡（Joanna Wysocka）之前也研究過LINE1基因，她說：“在所謂的垃圾基因中存在大量的‘寶藏’?！保ㄈ~傾城）