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转座子发现提供了对免疫系统如何调节的见解

新南威尔士大学(UNSW)悉尼分校的研究人员报告说,他们发现基因组中的一个特定转座因子对病毒感染的免疫反应有影响。研究人员的发现证明了免疫系统是如何被调节的,并对治疗可能导致免疫反应过度的病毒感染具有潜在影响。

该研究结果发表在《自然》杂志上的一篇题为“逆转录元件Lx9抑制了对病毒感染的免疫反应”的论文中。

研究人员写道:“六十多年前就提出了被称为转座因子的核酸移动单元可以作为基因组控制元件的概念。”“然而,直到基因组测序技术的进步,才揭示了转座因子的丰度和所有组成部分,现在已知它们构成了哺乳动物基因组的三分之二。”

“它非常清楚地表明,转座因子可以控制免疫系统,有利于宿主在病毒感染后存活,并且它可能被选择保留在基因组中正是出于这个原因,”资深作者、新南威尔士大学科学学院副教授CecileKing博士说。生物技术与生物分子科学学院。

King解释说,要真正了解跳跃基因的功能,研究人员需要观察当他们从动物身上移除这些转座因子之一时会发生什么。

“这一直很困难,因为转座因子是重复的,而且它们在基因组中繁殖的能力是它们在我们基因组内容方面如此突出的原因之一,”她说。

“当你试图淘汰一个时,你实际上通常会在不同染色体上的整个基因组中瞄准一整组它们,所以做起来有点棘手。”

该团队试图分析转座因子对免疫系统的影响。

“当它是病毒感染时,这些(活性)基因中的大多数将成为免疫反应基因。“然后我们可以询问转座因子在其功能及其对免疫系统等复杂生物系统的影响方面实际上做了什么。”

他们选择了一个古老的转座元素。这种特殊的转座因子位于Schlafen基因家族中病毒感染后表达最高的基因之一附近。小鼠有10个Schlafen基因,人类有7个,它们非常重要,因为它们促进细胞增殖以响应病毒并抑制病毒复制。在从小鼠中敲除一个称为Lx9c11的转座因子后,研究人员用柯萨奇病毒B4感染了这些动物,这是一种主要影响胰腺和其他一些组织的病毒。但是,失去Lx9c11元素的小鼠并没有通常清除病毒,而是死了。

研究人员发现,缺乏Lx9c11的小鼠具有过度的免疫反应,类似于流感患者很少经历的情况,而重症COVID-19患者更常见。“我们发现它们对胰腺的损害增加了;细胞浸润到肺部;激活免疫细胞亚群;血糖水平失调;减肥;和杀伤力。数据表明致死性是由宿主引起的,”金说。

“我们认为这将是一种普遍观察到的现象,我们将了解类似于Lx9c11的转座因子如何控制整个基因组中基因家族的表达,”King补充道。“转座因子是药物吗?我不认为这是不可能的,因为反义技术(一种控制细胞基因表达的工具)已经获得FDA批准。例如,如果你要阻断Lx9c11的表达,你实际上会相当显着地增强免疫反应,但我们需要更多的研究来弄清楚它是如何起作用的。”

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