science:基因组那些事儿

来,咱们聊聊基因组那些事儿。康奈尔大学的研究员最近搞出了个新花样,他们发现一种叫做CUT&Tag的新技术,特别擅长观察转座子在基因里乱窜以及最后是怎么定下来的。虽然转座子一度被大家当成没用的“垃圾DNA”,但其实它占了我们基因组一半的地盘,都是咱们老祖宗当年被病毒感染后留下来的东西。要是成功把病毒灭了,病毒的DNA并不会消失,它们会钻进精子或者卵子里传给下一代。这种事儿在进化过程中发生了成千上万回。 话说回来,早在1940年代末,1923届毕业的巴巴拉·麦克林托克就在玉米里发现了转座子。她后来又拿了1925年的硕士和1927年的博士学位,这项研究最后让她在1983年拿到了诺贝尔生理学或医学奖。到了人体里,转座子到处乱跑会导致基因突变,既可能惹出麻烦(比如血友病或者癌症),也可能帮我们抵抗一些现代的病毒感染。在发育初期,有些转座子还能激活干细胞、促进胎盘发育,功劳可不小。 虽然大家知道不少关于转座子的事,但还是有很多谜团没解开。原因在于几十年前科学家们通常是把细胞搞碎了再去研究液体部分的遗传物质,固体的那部分(也就是富含转座子的地方)往往被扔掉了。这也是“垃圾DNA”这个说法在1970年代出现的原因。这次研究正好反过来了,研究人员发现转座子都藏在固体部分里。 这个CUT&Tag技术是2019年西雅图那边的人搞出来的,原本是为了研究染色质用的。这回康奈尔大学的人用它来分析人类基因组里富含转座子的那些区域。主要负责人帕特里克·墨菲博士(农业与生命科学学院的分子生物学和遗传学副教授)认为这是个大突破。有些癌症疗法就是靠激活转座子来调动免疫系统攻击癌细胞的。 至于未来的发展前景嘛,Murphy觉得接下来五到十年可能会迎来一个黄金时代,大家能真正搞懂转座子是咋工作的,还有它们能不能帮我们治病或者生孩子。这事儿影响面可广了,不光是农业、植物和微生物,对研究人类疾病、物种形成都有大作用。 想了解更多细节?去查一下Brandon J. Park他们的论文吧。这篇发表在 iScience 的文章标题是《CUT&Tag 克服了 ChIP 方法的偏差,并为重复基因组位点建立了染色质的模式》。DOI是 10.1016/j.isci.2025.113757。