这种花，矮牵牛W138的斑点和斑点是由于转座子的活性
信用:佩妮平台，里昂 如果你见过花瓣杂色的矮牵牛，那你一定见过转座子在起作用
这种花艳丽的颜色图案是由于转座因子，或者可以在基因组中移动位置的DNA序列
然而，当谈到转座子对人类的影响时，结果可能并不那么可爱或令人满意
布朗大学生物学教授兼衰老生物学中心主任约翰·塞迪维说，随着研究人员对这些所谓的移动遗传元素的了解越来越多，他们发现越来越多的证据表明转座子会影响甚至促进衰老和与年龄相关的疾病，如癌症以及神经发生性和自身免疫性疾病
Sedivy是《自然》杂志上一篇新评论文章的对应作者，这篇文章讨论了关于转座子的最新思考和研究
塞迪维说:“这么说吧:这些东西可能相当危险。”
“如果它们不受控制，并且有很多这样的例子，转座子可以对我们所知的大多数生命形式产生深远的影响
" 研究人员指出，自从生命出现以来，转座子就与它们的宿主基因组共同进化，但它与其说是一种和平的存在，不如说是一种竞争的存在，为它们赢得了“垃圾DNA”和“分子寄生虫”的绰号
“转座子最早是由20世纪40年代获得诺贝尔奖的遗传学家芭芭拉·麦克林托克在玉米中发现的，他还发现，根据转座子插入染色体的位置，它们可以可逆地改变其他基因的表达
现在很明显，几乎所有生物的基因组，包括人类，都包含转座子活动产生的重复序列
当这些元素从一条染色体或一条染色体的一部分转移到另一条染色体时，它们会放大并增加它们在基因组中的存在，有时会达到惊人的水平
根据塞迪维的说法，“大约一半的人类基因组是由于这些分子寄生虫的活动
“它们不受监管的活动可以通过增加生物体的遗传多样性带来长期好处，但在大多数情况下，混乱会降低细胞功能，例如破坏有用的基因
塞迪维说，关于转座子的大部分已知信息来自基因组序列数据，这些数据显示了转座子在种系中的活性，或者在生物体的连续几代中的活性
然而，最近的研究，包括来自塞迪维和布朗大学的其他科学家的研究，也揭示了一个人一生中转座子活动的大量信息
在一次采访中，塞迪维讨论了驱动转座子的机制，它们的活动如何影响和促进与年龄相关的组织退化和疾病，以及可以做些什么来反击
Q
转座子是可移动的遗传元件
它们如何移动以及为什么移动？ 主要有两类:“脱氧核糖核酸转座子”通过“剪切粘贴”机制利用脱氧核糖核酸中间体移动，而反转座子通过涉及核糖核酸中间体的“复制粘贴”机制移动
人类基因组的35%由反转座子DNA序列组成
他们搬家的原因是为了生存；这使得它们能够迁移到宿主并增加它们在宿主中的存在
你可以把转座子想象成病毒——事实上，有些病毒是转座子
HIV(人类免疫缺陷病毒)就是一个完美的例子，因为它利用反向转座机制将自身插入基因组，然后让宿主细胞为其进行复制
这意味着，除非你杀死艾滋病毒感染的所有细胞，否则你无法摆脱它
这也是反转座子的作用
它们生活在基因组中，包括生殖系，因此卵子和精子携带这些遗传因子，并将它们传给后代
Q
科学家们已经知道这些不良遗传元素有一段时间了，但是转座子是一个越来越重要的研究领域
你是美国国立卫生研究院资助的一个合作项目的首席研究员，该项目旨在研究反转座子的活性
此外，美国国家卫生研究院最近发出了一项呼吁，要求申请资助，以进一步探索这一活动如何导致衰老和阿尔茨海默氏症
是什么导致了这种兴趣的更新？ 转座子已经被广泛研究，在医学上的一个重要影响是它们在细菌中传播抗生素抗性基因的作用
单个人体在一生中的活动水平被认为是相当低的，而且影响很小
现在很明显，这还不是全部
Q
转座子在衰老过程中起什么作用？ 首先，重要的是要意识到衰老不是一个活跃的过程
虽然看起来你注定会变坏，但衰老实际上是一系列的失败
随着时间的推移，细胞过程和机制变得更容易出错
例如，癌症是一种衰老疾病，因为在某个时候，犯了致命的错误，然后传播并导致疾病
作为研究衰老的生物学家，我们将错误和失败理论应用于反转座因子，并发现这正是正在发生的事情
现在人们普遍认为，随着寿命的延长，这些元素在身体组织中变得更加活跃——有非常好的证据表明这种情况正在发生
我们的细胞使用多种监视机制来控制这些元素并抑制它们的活动；可以说，为了保护反转座子，需要几层主动防御
似乎衰老或衰老的细胞失去了一些控制反转座子活性的能力
防御机制也不再有效
Q
反转座子和阿尔茨海默病有什么联系？ 老年痴呆症患者老化的大脑已经显示出严重的损伤
也有相当好的证据表明，出于某种原因，大脑是反转座子活动的一个特别宽松的场所，所以反转座子基本上可以在那个组织中有一个活跃的一天，因为几乎没有什么可以阻止它们
所以它们促进了进一步的破坏
这是我们最近在《自然》杂志上评论文章的一个主要话题
问题变成了:怎样才能限制这些元素的活动？ Q
你的研究显示了什么关于大脑中反转座子活性的药物干预？ 第一类艾滋病毒/艾滋病药物，称为逆转录酶抑制剂，对人类反转座子有效
正如我之前提到的，艾滋病毒实际上是一种反转座子
艾滋病毒用来复制的关键酶，其逆转录酶，与所有其他反转座子使用的酶相同——这是它们生命周期不可分割的一部分
现在，尽管这些酶在进化上是相关的，但这并不一定意味着针对一种酶的药物会针对另一种酶
但是我们发现一小部分艾滋病毒/艾滋病逆转录酶抑制剂实际上对一类重要的反转座子LINE-1非常有效
在2019年发表在《自然》杂志上的一篇论文中，我们发现非专利HIV药物拉米夫定显著降低了小鼠与年龄相关的炎症和其他衰老迹象
下一步是观察对人类的影响
Q
你能谈谈你和Dr
布朗老年痴呆症研究中心副主任斯蒂芬·萨洛维？ 我在基础科学方面工作，研究细胞和分子过程，斯蒂芬·萨洛维在临床方面工作，测试对病人的干预
我们目前正在参与一项随机、双盲临床试验，以测试每日口服一剂艾滋病毒逆转录病毒药物对因阿尔茨海默病而患有轻度痴呆的参与者的影响
这种药物恩曲他滨也是一种逆转录酶抑制剂——它是与拉米夫定同类药物的新一代，在人体内显示出更好的耐受性和更少的副作用
因为这是一项重新调整用途的试验——将药物用于处方以外的目的——首先需要解决的是安全性问题
这种药物已获批准，目前正被用于治疗数百万人的艾滋病毒/艾滋病，但安全性和耐受性需要在因阿尔茨海默病而患有轻度痴呆的老年人群中进行测试
这是这项试验的主要目标，我们将很快在巴特勒医院开始
Q
反转录转座子还可能与哪些疾病或病症有关？ 人体免疫系统将反转座子识别为病毒，并产生免疫反应
这种免疫反应是不恰当的，因为反转座子是我们基因组的一部分，而且有很好的证据表明反转座子与自身免疫性疾病有关
反转座子在类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮和干燥综合征中具有促炎作用
Q
研究的方向是什么？ 正如我们在评论文章中指出的，在基础生物学方面仍有许多工作要做，以了解人类反转座子激活的机制和后果
我们还指出，还需要对衰老机制如何导致疾病有一个更全面的认识，反之亦然
我们对衰老细胞中的反转座子激活有相当多的了解，但对我们体内大多数成熟细胞(如神经元或肌细胞)中的激活程度和机制却知之甚少
至于潜在的治疗方法，核苷逆转录酶抑制剂已经显示出早期的前景，并且有希望将其用于阿尔茨海默氏症和痴呆症以及其他疾病
在这个领域工作是一个激动人心的时刻
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