研究发现:复活“垃圾DNA”可致病
人类基因组中布满了死亡基因,一种堪称化石的存在了成千上万年的基因 ——如果把基因组等同于一座充满垃圾的楼阁的话。
据周四报道的一则令遗传学者震惊的消息,其中的某些基因,可以从看似无活力的片段上唤醒并且引起一种常见的“肌肉萎缩症”。基因学者说,这是他们第一次发现基因复活引起疾病的案例。
国家卫生研究院院长Francis Collins博士说:“如果我们组建一个基因组热门研究排行榜,那么这项研究可以上榜”。
这种被称为FSHD的面肩肱型营养不良症,是肌肉萎缩症的最常见的一种形式。以前人们认为它是通过一种简单的模式遗传而来。但在周四由一个研究团体在《科学》杂志在线发布这篇文章之前,其真实成因一直是个谜。
罪魁祸首是平常称为“垃圾基因”的一部分,这个区域的功能如果存在的话,那么大部分也都是未知的。“在这个案例中,死亡基因看起来似乎永远失去了功能,但是”Collins博士说:“基因组研究的首要法则在于,任何会发生问题的地方,一定会发生。”麻省理工学院的一个基因学者David Housman说:“科学家会寻找拥有类似根源的疾病,他们相信能找得到”。
Housman博士说:“当你搞明白有某种存在盯着你的脸部并且来去无声时,恐怕你会首先想到,‘哪里还有这样的情况出现?’”。
但他补充说,在某种程度上,FSHD只是一个简单的案例——这是一种影响到每个继承了缺陷基因的人的疾病。其他疾病可能更加微妙,影响的人群也更多,引起一系列的征兆。他形容这种把戏“狡猾到能看出在你与DNA间的关系”
FSHD大概在每20,000个人中发生一例,能够引起上肢肩胛与脸部之间的肌肉程序性兴奋——患有这种病的人无法微笑。这是一种显性基因疾病。只要父母之一因基因突变染上该病,他们的孩子就有50%的几率继承。而且只要继承该基因就一定患有该病。
大概20年以前,基因学者瞄准其中一个看似罪魁祸首的基因区域:4号染色体长臂末尾的一段重复的死亡基因链。这段死亡基因在10号染色体再次出现,但这个区域的重复看似无害,无法与任何疾病关联。只有4号染色体是个问题。
“这是一个重复的片段”国家神经疾病和中风协会会长Kenneth Fischbeck博士说:“一种远古的基因停留在4号染色体一角,那是一个死亡基因,没有被编译过的迹象
随着他们对4号染色体区域了解越来越多,谜题也变得越来越多。没有任何一个人,哪怕得了FSHD的人也没出现过死亡基因片段重复出现10次以上的。但一些存在10个以上复制片段的人得了这个病。
荷兰与美国的一个研究人员团体在五年前召开过一次会议,以期确认这个论断,开始合作。“我们每年都在这里相会”华盛顿大学神经学教授Stephen J. Tapscott说。
当了解了这个重复,却无效的基因,Tapscott博士及其同事开始明白,它并非完全无活性。它一直都在被转录——细胞制造蛋白质之前得首先从它开始复制。但转录出错了,立即发生了分解。他们都缺少一段至关重要的片段,叫做“poly(A)序列”来使之变得稳定。