北京
來源：中國科學報
記者：孟凌霄
圖片來源：pixabay
中國科學院生物物理研究所研究員許瑞明、朱冰和薛愿超課題組合作，系統揭示了人逆轉座子LINE-1靶向整合基因組的重要機制。該研究刷新了對LINE-1逆轉座機制的認知，也為基于逆轉座調控的藥物研發提供了新的理論依據。相關研究成果近日發表于《科學》。
類基因組中存在大量具有“跳躍”能力的逆轉座子序列。這些序列在胚胎發育、免疫及神經系統等特定階段和環境下被激活，發揮重要生理功能。但在病毒感染、腫瘤發生和機體衰老等狀態下，它們也可能異常活化，導致基因調控紊亂和基因組不穩定。人體中唯一具有自主轉座活性的逆轉座子是長散在元件-1，即LINE-1，也是絕大多數逆轉座子的遷移載體。然而，其靶向整合的分子機制一直不清楚。
該研究從結構和生化角度闡明了LINE-1逆轉座過程中核酸底物的結合模式以及DNA結構介導的靶向切割機制。研究團隊發現，LINE-1編碼的逆轉錄酶ORF2p主要通過電荷相互作用與DNA骨架結合，而非依賴特定序列識別。研究人員通過單顆粒冷凍電鏡解析其高分辨率結構，揭示了ORF2p在DNA切割和逆轉錄過程中的構象變化規律。進一步的跨物種結構比對顯示，逆轉座酶在進化過程中既具有保守性，也存在差異性，揭示了LINE-1整合與細胞復制周期相關的分子基礎。
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