揭示轉座子調節人類大腦神經元分化和神經傳遞活性的分子機理

人類基因中包含超過450萬個稱之為轉座子的DNA元件，這種類似于病毒的元件會在基因組中跳躍并幫助調節基因的表達，轉座子能通過與轉錄因子結合做到這一點，而轉錄因子是一種能調節DNA轉錄為RNA的特殊蛋白，其會在廣泛的生物學事件中影響基因的表達。近日，一項刊登在國際雜志Science Advances上的研究報告中，來自洛桑聯邦理工學院等機構的科學家們通過研究發現，轉座子（transposable elements）或在影響人類大腦發育中扮演著非常關鍵的角色。

研究者發現，轉座子能通過與來自特定蛋白家族中的兩種特殊蛋白“合作”從而調節大腦的發育，這種特定的蛋白家族名為Krüppel相關的盒狀鋅指蛋白（KZFPs，Krüppel associated box-containing zinc finger proteins）；早在2019年，研究人員就在新生兒出生的頭幾天里發現了轉座子的調節活性，然而他們推測，這些調節性序列隨后會被重新點燃來調節成體器官的發育和功能表現。

研究者識別出了兩種KZFPs或許僅對靈長類動物特殊，而且其還能在人類發育中的大腦和成體大腦的特定區域中進行表達，深入研究后，研究者發現，這些蛋白質或能控制轉座子的活性，至少是在神經元和實驗室培養的大腦類器官中是這樣，因此，這兩種KZFPs會影響神經元的分化和神經傳遞特性，并能保護這些細胞免受炎癥反應的影響，而如果其目標轉座子被保留下來進行表達的話或許就會引發炎癥反應。

最后研究者Didier Trono說道，本文研究結果揭示了最近在進化過程中才出現的兩種蛋白質如何通過促進轉座子的選擇來塑造人類大腦，而這些病毒樣的“實體”或許從一開始就在重塑我們祖先機體的基因組了。