韩敬东研究员Cell子刊探讨“垃圾”DNA

　　人类基因组上含有大量的反转录元件，其中Alu序列的拷贝数最多，在灵长类基因组上有超过100万份拷贝，约占到人类基因组总长度的10%，仍然目前对于Alu元件的功能仍知之甚少。来自中科院上海生命科学研究院的研究人员在新研究中证实，一些Alu元件朝着增强子方向发生了演化。这一研究发现发表在《Cell Reports》杂志上。

　　中科院上海生命科学研究院计算生物学研究所所长的韩敬东(Jing-Dong J. Han)研究员是这篇论文的通讯作者。其主要研究方向包括：研究生物网络的结构、动态及其功能;利用功能基因组学数据，寻找疾病有关的基因及进一步研究其病理作用;以及探求遗传基因网络中内在的完全稳定机制。

　　所有动物都有大量冗余的垃圾DNA，它们和其他DNA一样，都是遗传材料，但不能编码用于建造动物身体、加速细胞内化学反应的蛋白质。在我们的基因图谱中，实际上只有2%的DNA能够编码蛋白质。1972年，已故遗传学家大野乾(Susumu Ohno)发明了“垃圾DNA”这个术语，用以表述所有不能编码蛋白质的DNA片段，其中大多数片段都是一些重复序列，随机散步在整个基因组上，一般而言，垃圾DNA片段是通过转座所产生。在人类基因组中，45%的序列被认为起源于转座子，其中L1和Alu分别达到>0.5和110万份拷贝，占据了人类基因组的17%和10%。

　　Alu元件大约是在6500万年前随灵长动物的进化而出现的一种特殊的DNA重复序列。其他的哺乳动物基因组中不存在有Alu元件。它是基因组中最活跃的遗传元件之一。因为Alu元件在灵长类动物基因组中存在的普遍性、多样性和特异性性，其一直是研究人员的热点。目前，对于Alu元件的功能还了解不多。由于一些Alu元件优先分布在富含基因的区域，以及许多假定的转录因子(TF)结合位点，人们推测其可能与基因转录调控有关联。但目前对于Alu对转录调控的确切贡献仍不是很清楚。

　　在这篇文章中，研究人员在全基因组范围内展开了基因组分布、进化保守性、组蛋白定位和表观遗传分析，检测了Alu的特征。他们发现在多种组织和细胞系中Alu的表观遗传谱与假定的一些转录增强子相似。此外，采用近期发布的染色质互作图谱，他们还发现Alu元件与基因启动子发生了互作。当Alu定位在基因的近端上游区域时普遍更为保守。且随着它们在人类基因组中存在时间的增长，与增强子的相似性变得更加明显。

　　由此，研究人员推测某些Alu元件可能发挥了增强子功能，并且有更多的Alu元件或许是基因组中的原增强子(proto-enhancer)。