“跳跃基因”对人脑早期发育有积极作用

科技日报记者 张梦然

长期以来，人类基因组中约98.5%的非编码DNA被视为“垃圾”，因为它们缺乏明确功能。然而越来越多的研究表明，这些区域在基因调控、发育过程和进化中扮演着关键角色。发表于最新一期《细胞·基因组学》的研究中，一个国际团队结合类器官与“基因魔剪”技术，阐明了重复DNA序列——特别是被称为“跳跃基因”的转座子，如何在人类大脑早期发育中发挥积极作用。该研究为深入理解脑部疾病提供了全新视角。

该研究由瑞典隆德大学联合丹麦哥本哈根大学、美国纽约大学和英国剑桥大学共同完成。他们聚焦于一类名为LINE-1（L1）的转座子，这类重复序列可在基因组中移动，曾被认为具有潜在破坏性且难以研究。研究团队此次利用诱导多能干细胞和脑类器官，即在实验室中培育的微型人脑模型，结合CRISPR基因编辑与高通量测序技术，选择性地让L1序列沉默，观察其对大脑发育的影响。

研究发现，这些重复序列并非如过去认为的那样“无用”，而是在人类干细胞中具有活跃功能。当L1被关闭后，相关基因的表达出现紊乱，脑类器官的正常生长也受到显著干扰。这表明L1转座子在调控神经发育过程中发挥着重要作用。从进化角度看，这类活动可能有助于解释人类大脑与其它灵长类动物之间的差异；从医学角度看，许多受L1影响的基因与神经发育障碍和神经精神疾病相关，提示其异常活动可能参与疾病发生。

团队成员表示，最新发现说明重复DNA并非无用的进化残留，而是大脑中基因调控网络的重要组成部分。目前，他们正利用患者来源的细胞和脑组织样本，进一步探索转座子在帕金森病等神经系统疾病中的作用，以揭示其致病机制，并为未来开发新的治疗策略提供依据。