tRF调控LTR-反转录转座子
tRF调控LTR-反转录转座子
背景简介
• 1转座子（Transposon），是真核生物基因组中普遍存在的一类可移动的遗传因子。它们在基因组中通过转录或逆转录，在内切酶的作用下，在其他基因座上出现。I型是反转录转座子，在转座时先转录成RNA，再反转录成DNA，插入到新的染色体位点，包括长末端重复类反转座子LTR retrotransposons，末端具poly-A尾巴或者As。根据转座的自主性，这类元件又可以分为自主转座元件和非自主转座元件，前者本身能够编码转座酶而进行转座，后者则需在自主元件存在时方可转座
• 2 逆转录酶的作用是以dNTP为底物，以RNA为模板，tRNA(主要是色氨酸tRNA)为引物（大部分LTR逆转录转座子需要利用tRNA增殖，根据结合的tRNA进行分类，最活跃的是ERV-K）在tRNA3′H末端上，按5′→3′方向，合成一条与RNA模板互补的DNA单链，这条DNA单链叫做互补DNA(complementary DNA, cDNA)，它与RNA模板形成RNADNA杂交体。随后又在反转录酶的作用下，水解掉RNA链，再以cDNA为模板合成第二条DNA链。至此，完成由RNA指导的DNA合成过程。
• 3 TEs对生物进化有明显影响，比如在基因突变、基因组进化和物种形成方面起重要作用。高等植物的转座子标签法基因研究
• 转座子激活使细胞失去表观遗传的沉默，是细胞内源的潜在危险因素。小鼠LTR-反转录转座子即内源反转录病毒导致很多基因插入，并在胚胎植入前的干细胞中组蛋白H3赖氨酸三甲基缺失时大量表达。这些细胞中含大量18nt tRF，并普遍表达22nt tRF，其结构包括成熟tRNAs 3’端CCA序列和ERV反转录引物结合位点。作者证实两个ERV家族成员：IAP和MusD/Etn是上述两种tRF主要目标，反转录转座实验被tRFs显著抑制。22nt tRF发挥miRNA功能，使ERV转录沉默，18nt主要干扰反转录和转座子移动。tRF通过与发挥反转录引物作用的tRNA竞争性结合PBS(primer bingding site)，抑制ERV第一条cDNA链的合成，这是sRNA介导的转座子调控的潜在机制。
• 转座子元件和它的重复序列驱动转录可以重组染色体，引发异染色体，但是TE移动能力受严格的控制。TE转录通常被表观遗传如DNA甲基化或者组蛋白修饰所抑制。干细胞利用基因组程度的遗传外重编程获得多样性并且从而释放TE转录控制。DNMT1引起的DNA甲基化抑制非LTR的元件和少部分LTR-逆转录转座子，但是SETDB1抑制大部分LTR-逆转录转座子。SETDB1敲除的ESCS 没有H3K9甲基化，表达ERV，变成类滋养层，移植到胚胎的时候变成胎盘。
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