Alu元件研究.docVIP

Alu元件研究进展 摘 要：Alu序列是灵长类动物特有的且最重要的短散在元件，在基因组中约有10万份拷贝，占基因组11%以上。这一基因家族曾被认为是垃圾序列，但随着对Alu序列研究的深入，Alu在基因调控表达网络中的功能逐渐被发现，Alu与人类的疾病密切相关，并且可能影响人类衰老，在人类多样性中也发挥重要作用，根据Alu序列发展起来的多种技术，为Alu相关的医学遗传学研究提供了重要帮助。 关键词：Alu元件基因调控疾病遗传he progress in Alu elements research Abstract: Alu elements are the most important short interspersed elements (SINEs) in primates, having a copy number in excess of 1.2 million in the human genome. Alu contributes almost 11% of the human genome in size. They were considered as “junk DNA”, but their functions in gene regulation and expression have been found in recent years. Alu families are also associated with human’s diseases, aging, and genetic diversity. Quite a few new technologies targeting Alu elements have important impact on the research and clinical practice of biomedicine. Keywords: Alu elements；gene regulation；disease mechanisms；genetics；analysis techniques ( Alu家族是灵长类动物特有的且最重要的短散在元件(short interspersed elements, SINEs)经过万年的进化Alu序列在基因组中约1万份拷贝占基因组的1%以上。Alu序列的结构由左右两个单体组成右侧单体比左侧单体长31bp每个单体含有一个RNA聚合酶Ⅲ启动子然而只有左单体中的启动子有活性。Alu元件没有转录终止子，转录终止是使用一个附近基因的TTTT终止序列[]。Alu序列的两翼存在长为7~20 bp的正向重复序列在Alu序列的3’端存在一个长几十bp的poly(A),在两单体之间有一个富含A的区域同时Alu序列中还存在较多的CpG。Alu25bp区(第23位到47位)和16bp区(第245位到260位)是高度保守区。Alu序列拷贝的平均间隔约4 k。 图1：典型的Alu结构 划直线为A富含区，方框中为右单体存在而左单体不存在的31bp。 Alu家族通过反转录转座机制扩增，哺乳动物反转录转座子有3种类型: 病毒超家族长散在元件(long interspersed elements, LINEs)和不编码功能蛋白质的非病毒超家族。Alu家族属于非病毒超家族的SINEsⅢ转录产生Alu RNAs, 这些RNASRP(signal recognition particle)9/14异质二聚体poly(A)结合蛋白（PABP）组装成核糖核蛋白颗粒open reading frame 2 protein,ORF2p）可能与核糖体某一处相连，然后SRP9/14蛋白和PABP帮助Alu RNA与该核糖体相结合，最后Alu RNA利用ORF2p进行逆转录完成复制[1,4]。Alu元件的反转录转座机制会介导基因组DNA序列的缺失，可能在灵长类动物的进化过程中起到了重要作用[5]。 图2：Alu RNA与SRP9/14和PABP组装成的核糖核蛋白颗粒 蓝色实线为Alu RNA, “？”处为与RNA结构结合的未知蛋白。 1. Alu元件与基因调控 1.1 Alu元件与转录前基因调控 Alu序列富含CpG二核苷酸，这为人类基因组提供了甲基化位点，与基因组大概25%的甲基化相关[]，较年轻的A元件中。A元件在不同组织中甲基化程度不同，而且似乎在肿瘤中会减少。已经证实A元件似乎是新的CpG的来源，并且影响附近基因的调控。而GC富含区较其他区域更易启动DNA复制, 故Alu序列富含区容易启动DNA复制[]。 A元件也能与许多转录因子的结合来达到调控基因的目的。有些结合区域是与特定的A亚科对应的，有些在A元件插入发生后会增强。已发现了几十种转录结合因子与A元件结合发生作用，例如