Science | 新研究发现逆转座子参与的关键生理功能

学术   2024-10-28 23:59   北京  

最新一项发表在Science的工作发现基因组中的逆转座子(retrotransposons;LINEs、SINEs以及内源逆转录病毒元件等)发挥重要的生理功能,那就是在怀孕或者血液流失的时候转录并活化造血干细胞(hematopoietic stem cells (HSCs))和红细胞祖细胞(erythroid progenitors),促进红细胞生成,从而避免贫血。小鼠和人如果在怀孕的时候服用逆转录抑制药物则会造成红细胞/血红蛋白下降(非孕期无影响)[1], [2]。

小鼠和人怀孕期间造血干细胞逆转座子转录上调[1]。

小鼠和人在怀孕期间服用逆转录抑制药物会造成红细胞/血红蛋白下降[1]。

进一步,研究人员发现该机制与细胞固有免疫应答有关。如果敲除cGAS-STING通路关键分子[3],或者敲除 Ifnar1(编码IFNα的受体),则会出现孕期小鼠服用逆转录抑制药物相似的表型,影响红细胞的产生[1]。

敲除cGAS-STING通路关键分子抑制怀孕小鼠的造血干细胞活化与红细胞生成[1]。

该项工作的通讯作者是来自西南医学中心的Sean J. Morrison和德国杜伊斯堡-埃森大学(University Duisburg-Essen)的Alpaslan Tasdogan;2024年10月24日在线发表在Science[1]。

研究人员认为这种逆转座子的活化或许广泛参与组织再生过程[1]。

Comment(s):

拓展了大家对基因组中丰富的逆转座元件生理功能的认知。

很有意思的是生物体为什么要利用这种 “逆转座子活化-固有免疫应答” 来活化干细胞?

另外,造血应激(hematopoietic stresses)如何比较特异地活化逆转座子?雌激素、细胞固有免疫应答等如何驱动红细胞生成?其它组织再生过程中是否也有类似机制?等等也有待于后续回答。

参考文献:

[1] J. Phan et al., “Retrotransposons are co-opted to activate hematopoietic stem cells and erythropoiesis,” Science (80-. )., vol. 6836, pp. 1–19, Oct. 2024, doi: 10.1126/science.ado6836.

[2] C. Feschotte and E. J. Pritham, “DNA transposons and the evolution of eukaryotic genomes.,” Annu. Rev. Genet., vol. 41, pp. 331–368, 2007, doi: 10.1146/annurev.genet.40.110405.090448.

[3] L. Sun, J. Wu, F. Du, X. Chen, and Z. J. Chen, “Cyclic GMP-AMP synthase is a cytosolic DNA sensor that activates the type I interferon pathway.,” Science, vol. 339, no. 6121, pp. 786–791, Feb. 2013, doi: 10.1126/science.1232458.


原文链接:

https://www.science.org/doi/10.1126/science.ado6836

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