我們的大腦具有驚人的DNA多樣性。雖然人們常說我們身體內(nèi)的每個(gè)細(xì)胞都具有相同的DNA，但事實(shí)上大腦中大部分細(xì)胞的DNA都發(fā)生了改變，使每個(gè)神經(jīng)元存在細(xì)微差別。
近日，索爾克生物研究所（Salk Institute）的研究人員發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)致這種多樣性的一個(gè)原因——長散在核重復(fù)序列（L1s），L1s存在于44%~63%的健康神經(jīng)元中，不僅能插入DNA，還會移除DNA。以前人們只知道，這些L1s是被稱作“跳躍基因”的小DNA片段，能在基因組中進(jìn)行復(fù)制粘貼。如今研究人員又發(fā)現(xiàn)，L1s還會引起整個(gè)基因的大片段缺失，而且這種變異會影響大腦發(fā)育關(guān)鍵基因的表達(dá)。
該研究成果發(fā)表在《Nature Neuroscience》上，或可幫助解釋每個(gè)人獨(dú)一無二的原因，例如為什么同卵雙胞胎也會存在差異，以及跳躍基因是如何出錯(cuò)和引發(fā)疾病的。
該研究的通訊作者，Salk研究所的遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)室教授，及年齡相關(guān)神經(jīng)退行性疾病研究負(fù)責(zé)人Rusty Gage說，“在2013年，我們發(fā)現(xiàn)同一個(gè)大腦中不同的神經(jīng)細(xì)胞具有不同的補(bǔ)充DNA，這表明每個(gè)神經(jīng)細(xì)胞的作用都略有不同。這項(xiàng)研究揭示了一種令人驚訝的新變異形式，將幫助我們理解L1s在健康大腦以及受精神分裂癥和自閉癥影響的大腦中的作用?！?/p>
2005年，Gage的研究小組發(fā)現(xiàn)L1s引起了大腦內(nèi)基因組的多樣性。但是直到單細(xì)胞基因組測序技術(shù)出現(xiàn)后科學(xué)家們才了解這些變異的數(shù)量和性質(zhì)。在2013年發(fā)表于Science的一項(xiàng)研究中，Gage的研究小組使用單細(xì)胞測序技術(shù)發(fā)現(xiàn)細(xì)胞基因組中存在大塊DNA的插入和缺失。
但是在那項(xiàng)研究中，引起DNA插入和缺失的機(jī)制仍然不確定，研究人員難以解釋基因組中的某些特定區(qū)域是否更容易發(fā)生改變，以及跳躍基因是否與缺失相關(guān)。
