病毒样“跳跃”DNA对人类神经元的调控

人类基因组包含超过450万个被称为“转座元件”的DNA序列，这些类似病毒的实体可以“跳跃”，帮助调节基因表达。他们通过结合转录因子来做到这一点，转录因子是调节DNA到RNA转录速率的蛋白质，在广泛的生物事件中影响基因表达。

现在，由EPFL的Didier Trono领导的一个国际科学家团队发现，转座因子在影响人脑发育方面发挥着重要作用。该研究发表在《科学进展》杂志上。

科学家们发现，转座元件通过与蛋白质家族中的两种特殊蛋白质配对来调节大脑的发育，这些蛋白质被称为“Krüppel相关盒含锌指蛋白”(KZFP)。2019年，Trono领导的另一项研究显示，KZFP在胎儿生命的头几天驯服了转座元件的调节活动。然而，他们怀疑这些调控序列随后被重新点燃，以协调成年器官的发育和功能。

研究人员鉴定出两个KZFP基因只针对灵长类动物，并发现它们在人类发育中和成年大脑的特定区域表达。他们进一步观察到，这些蛋白质继续控制转座元件的活性-至少在实验室培养的神经元和脑器官中是这样。结果，这两个KZFP影响了神经元的分化和神经传递谱，并保护这些细胞免受炎症反应的影响，否则，如果他们的目标转座元件被表达出来，这些炎症反应就会被触发。

Didier Trono说：“这些结果揭示了最近才出现在进化中的两种蛋白质是如何通过促进转座元件的共同选择来塑造人类大脑的，这些转座元件是这些类似病毒的实体，从时代开始就一直在重塑我们的祖先基因组。”“我们的发现还提示了肌萎缩侧索硬化症或其他神经退行性或神经发育障碍等疾病的可能致病机制，为预防或治疗这些问题提供了线索。”

参考文献：Priscilla Turelli，Christopher PlayFoot，Dephine Grun，Charlène raclot，Julien Pontis，Alexandre Coudray，Christian Thorball，Julien Duc，Eugenia V.Pankevich，Bart Deplancke，Volker Busskamp和Didier Trono所著的“Primate-Restricted KRAB锌指蛋白和靶向反转座子控制人类神经元中的基因表达”，2020年8月28日，科学进展。Doi：10.1126/scrisAdv.aba3200