综述:逆转录转座子元件的重新激活与环境应激和衰老相关

《Nature Reviews Genetics》:Reactivation of retrotransposable elements is associated with environmental stress and ageing

【字体: 时间:2025年04月04日 来源:Nature Reviews Genetics

编辑推荐:

  这篇综述聚焦逆转录转座子元件(RTEs),其广泛存在于真核基因组中。RTEs 活性受表观遗传机制调控,细胞衰老时调控失衡,RTEs 重新激活,影响细胞功能、器官和机体稳态,推动衰老及相关疾病进程。环境应激也与 RTEs 激活有关,深入研究或助力抗衰疗法研发。

  

逆转录转座子元件(RTEs)概述

逆转录转座子元件(Retrotransposable elements,RTEs)是散布在真核生物基因组中的重复序列,在真核基因组中占据很大比例。它对真核生物基因组的塑造以及不同物种(尤其是哺乳动物)的进化有着重要意义。在漫长的进化历程中,RTEs 的祖先发生过多次扩张,这些扩张直接参与了基因组结构的构建,为物种进化提供了丰富的遗传素材,是物种进化的重要驱动力之一。

RTEs 活性调控与衰老的关系

RTEs 的活性受到多种表观遗传机制的严格调控。这些机制犹如精密的开关,确保 RTEs 在正常情况下保持适度的活性,不会过度活跃而对细胞造成损害。然而,随着细胞逐渐衰老,这些调控机制的功能开始下降,就像开关出现了故障。此时,RTEs 失去了有效的控制,开始重新激活。RTEs 的重新激活会引发一系列不良后果。它会干扰细胞的正常功能,打破细胞内各种生理过程的平衡。在细胞水平上,原本有序的代谢、信号传导等过程受到破坏,影响细胞的生长、分化和修复能力。进一步影响到器官乃至整个生物体的内环境稳定(homeostasis),使得机体的生理功能逐渐衰退,从而推动衰老进程,并且与多种年龄相关疾病的发生和发展紧密相关。例如,在神经退行性疾病中,RTEs 的异常激活可能导致神经元功能受损,加速神经细胞的死亡,进而加重病情。

环境应激与 RTEs 的关联

环境应激与衰老相关特征以及控制 RTEs 活性的表观遗传机制都存在密切联系。大量研究证据表明,环境应激会影响表观遗传调控,进而导致 RTEs 重新激活。当生物体暴露在诸如紫外线、化学污染物、氧化应激等不良环境中时,细胞感受到压力,会启动一系列应对机制。在这个过程中,表观遗传修饰发生改变,原本抑制 RTEs 的 “阀门” 被打开,RTEs 开始活跃起来。RTEs 的重新激活在环境应激对衰老的影响中起到了关键的介导作用。环境应激通过激活 RTEs,加剧了细胞和组织的损伤,加速了衰老的进程。比如,长期处于氧化应激环境下,RTEs 的激活会导致细胞内积累更多的损伤,使得机体更快地出现衰老迹象,如皮肤皱纹、免疫力下降等。

研究意义与展望

深入了解 RTEs 重新激活的机制及其后续的生物学作用具有重要的意义。这有助于揭示衰老和年龄相关疾病的发病机制,为开发针对这些疾病的治疗方法提供新的思路和靶点。如果能够找到有效的方法来抑制 RTEs 的重新激活,或者修复衰老细胞中受损的 RTEs 调控机制,就有可能延缓衰老过程,预防或治疗多种年龄相关疾病,如阿尔茨海默病、心血管疾病等。未来的研究可以从多个角度展开,探索更精准的调控 RTEs 活性的方法,以及研发针对 RTEs 相关通路的药物,为人类健康和抗衰老研究开辟新的道路。

下载安捷伦电子书《通过细胞代谢揭示新的药物靶点》探索如何通过代谢分析促进您的药物发现研究

10x Genomics新品Visium HD 开启单细胞分辨率的全转录组空间分析!

欢迎下载Twist《不断变化的CRISPR筛选格局》电子书

单细胞测序入门大讲堂 - 深入了解从第一个单细胞实验设计到数据质控与可视化解析

下载《细胞内蛋白质互作分析方法电子书》

相关新闻
    生物通微信公众号
    微信
    新浪微博

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号