牛津大学神经科学家的一项新研究表明,我们祖先基因组中活跃的移动遗传元件可能与我们大脑的重要功能密切相关,并可能有助于使我们的行为、认知和情感多样化。
人类基因组包含构建和维持我们体内所有细胞的指令。我们从父母那里继承了这本“细胞手册”,并将其传给了我们的孩子。本手册中的错误可能会改变细胞特性并引发疾病,包括癌症。我们基因组的一半以上是由“垃圾”DNA 组成,其中很大一部分是由称为转座子或“跳跃基因”的潜在移动片段组成,据信它们是从古代病毒进化而来的。
转座子在我们的细胞手册中可以被视为“松散的页面”,因为它们可以改变它们的位置,并且它们在每个人的基因组中的分布不同。插入基因中的转座子会破坏其功能并损害重要的细胞过程。然而,最近有人提出,转座子也可能在我们的身体中发挥更有益的作用,例如在我们大脑中不同细胞之间的沟通中。
牛津神经回路和行为中心的研究人员现在使用最先进的单细胞测序技术对果蝇(一种神经科学领域成熟的模型生物)的大脑进行测序,以研究大脑中的转座子活动。前所未有的细节水平。这项新的分析表明,转座子在果蝇的整个大脑中并不是一致活跃的,而是表现出高度不同的表达模式。此外,这些模式与位于转座子附近的基因紧密相关。这表明转座子可能在我们的身体中发挥着重要的利他作用。
为了进一步研究,主要作者 Christoph Treiber 博士创建了新的软件工具来深入分析转座子表达。Treiber 与 Scott Waddell 教授一起发现转座子片段通常是神经基因信使 RNA 的一部分,这表明这些“跳跃基因”可能经常改变神经功能。转座子改变了已知在脑细胞的广泛特性和功能中发挥作用的基因,包括睡眠-觉醒周期和记忆的形成。至关重要的是,单个转座子创造了这些基因的许多其他版本,这些版本在动物之间有所不同。