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清华大学课题组揭示L1转录在基因调控中的重要作用

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关键词: #健康资讯

2024年6月7日,刘念教授领导的清华大学生命学院课题组在《自然遗传》杂志上在线发表了题为“LINE-1转录激活遥远基因表达”的研究论文。

20世纪50年代,Barbara McClintocks在玉米中首次发现了一类能够在基因组中移动、改变自身位置的DNA序列——转座子,并于1983年荣获诺贝尔生理学或医学奖。人类基因组中约一半的序列由转座子组成,其中,LINE-1(长散布核元件-1,L1)占据着接近17%的基因组序列,是目前唯一在人体内活跃且具有自主逆转录转座能力的转座子。虽然L1在体细胞中通常受到抑制,但在人类和小鼠早期胚胎发育的合子基因组激活(zygotic genome activation,ZGA)过程中表达却瞬间高涨。这不仅表明L1的表达受到极其严格和精确的调控,而且提示L1的表达在关键的生理过程中扮演着重要角色。然而,有关L1表达是如何被调控的,以及L1在基因调控和ZGA中的功能等方面我们知之甚少。

2024年6月7日,刘念课题组在《自然遗传》杂志上在线发表了题为“LINE-1反转录转座子激活远程基因表达”研究论文。该研究为首次通过全基因组筛选揭示了L1表达的调控机制,系统性地确认了L1在激活远程基因表达中的广泛作用,并详细阐述了L1转录如何促进早期胚胎中ZGA过程的进行,为深入了解L1在发育和疾病中的生理功能提供了新的视角。

刘念课题组专注于逆转录转座子的调控和功能研究。他们先前的研究中,成功识别了影响L1转座的调控因子(Liu等,自然2018),并指出L1可能充当拓扑结构领域边界(Hong等,分子细胞2024)。进一步实验表明,多个影响L1表达的调控因子与增强子的调控和功能相关,如KMT2D、CTBP1、METTL3、METTL14等,这暗示L1可能具有增强子活性。通过分析全基因组自转录活性调控区测序(STARR-seq)数据,他们发现L1的5’非翻译区(5’ UTR)具有增强子属性,有能力在不受其位置或方向限制的情况下激活基因表达。在针对L1 5’ UTR的CRISPRa/i系统靶向实验中,作者观察到激活L1后,L1直接与遥远的靶基因发生物理接触,同时L1与基因之间的互动增强;在沉黙L1时,L1与基因的接触减弱。

为了研究L1在ZGA过程中的功能,研究者首先比较了人类和恒河猴的基因组中L1插入和早期胚胎发育过程中基因表达的差异,发现L1的家族特异性插入可能有助于提升ZGA基因的表达。进一步分析显示,在小鼠中L1的5’ UTR区域富含增强子信号。因此,研究者利用CRISPRa/i和L1 ASO技术在小鼠胚胎干细胞中操纵L1的表达,结果显示L1具有选择性地调控二细胞阶段特异基因的表达。单细胞RNA测序和Hi-C数据表明,在小鼠胚胎发育的早期二细胞阶段,L1开始表达,并直接与次级ZGA基因互动,促进其表达。研究者注射L1 ASO到小鼠合子期胚胎中发现,L1的抑制会影响合子基因组的激活,并导致胚胎在二至四细胞阶段发育停滞。

总的来说,这项研究提供了多功能的L1表达调控因子,并发现验证了L1 5' UTR在早期胚胎发育阶段作为增强子,通过转录依赖的方式直接与ZGA基因相互作用并激活其表达。由于L1的活跃转座导致其在人类基因组中持续扩增,因此可能不断增加新的顺式DNA调控元件,从而影响多种人类疾病和发育过程。这项研究为研究L1的调控网络提供了丰富的资源,揭示了L1表达调控的复杂性和多样性;解释了为何L1在胚胎发育过程中被激活,并为我们提供了新的视角来理解L1在基因组中的功能。

本文的通讯作者是清华大学生命科学学院和清华-北大生命科学联合中心的刘念副教授。文章的第一作者包括清华大学生命科学学院2019级博士生李秀峰,博士后别路垚,CLS项目2016级博士生王洋(已毕业),博士后洪雅强。研究受到了清华大学生命科学学院的颉伟教授、孟安明教授、郗乔然副教授,以及清华大学医学院的沈晓骅教授,清华大学生命学院实验动物中心的常在和张静的大力协助。支持来自清华-北大生命科学联合中心、北京生物结构前沿研究中心、国家重点研发计划、国家自然科学基金、清华大学自主科研计划,以及本源公益基金等。


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丙肝是否与食管静脉曲张有关?
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#遗传

2025-12-06

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#遗传

2025-12-06

子宫内膜异位症的检查费用
子宫内膜异位症的检查费用
子宫内膜异位症是一种常见的妇科疾病,其发生率逐渐增加,给患者的身心健康带来了严重影响。对于确诊和治疗这一疾病,早期的有效检查至关重要。随着医疗技术的发展,有关子宫内膜异位症检查费用及相关信息也备受关注。 一、常见的子宫内膜异位症检查项目与费用: 1. 超声检查:子宫内膜异位症的初步筛查通常通过盆腔超声检查来进行。这种检查方法具有无创、简便、易操作等优点,费用相对较为经济,一般在200-500元不等。 2. 腹腔镜检查:腹腔镜检查是确诊子宫内膜异位症的有效手段之一。通过在腹腔内插入腹腔镜探查异常病灶,可直观地观察病变情况。由于手术操作及设备使用等因素,腹腔镜检查的费用通常较高,约在2000-8000元不等。 3. 血清学检查:血清学检查可以帮助医生评估患者的激素水平,进而辅助诊断子宫内膜异位症。这类检查费用相对较低,一般在100-300元之间。 4. 钼靶X线检查:在一些特殊情况下,医生可能会建议进行钼靶X线检查,以辅助诊断子宫内膜异位症。此项检查费用在300-800元左右。 二、医疗保险及就诊负担: 针对子宫内膜异位症相关检查费用,部分医疗保险公司可能会覆盖部分费用,具体报销比例需根据保险类型而定。患者在就诊前应详细了解自身医疗保险的规定,以减轻就诊负担。 同时,一些公立医院、三甲医院以及部分专科医疗机构也提供一定程度的费用减免或优惠政策,患者可以咨询医院相关部门以获取更多信息。 综上所述,子宫内膜异位症的检查费用因检查项目的不同而有所差异,患者可根据具体情况选择适合的检查项目。在就诊前应充分了解医疗保险报销情况、医院减免政策等,以降低就诊费用负担,获得及时有效的诊疗服务。希望通过对子宫内膜异位症检查费用的了解,能为患者提供一定的参考和帮助,助力早日康复。

#费用

2025-12-06

黄褐斑是否会通过怀孕激发
黄褐斑是否会通过怀孕激发
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#孕产

2025-12-06

滴虫性阴道炎的口服药物
滴虫性阴道炎的口服药物
滴虫性阴道炎是一种常见的妇科疾病,通常由于细菌性感染引起,其典型症状包括阴道瘙痒、异常分泌物增多、阴道异味等。为了有效治疗这种常见的妇科感染,口服药物在治疗中扮演着重要的角色。 口服药物被广泛应用于滴虫性阴道炎的治疗中,其中最常用的药物是甲硝唑。甲硝唑是一种疗效显著的抗生素,能够有效地杀灭引起滴虫性阴道炎的滴虫寄生虫,从而缓解症状并治愈感染。患者通常需要在医生的指导下,按照医嘱规定规则服用甲硝唑,以确保药物能够发挥最佳的治疗效果。 除了甲硝唑之外,还有其他口服药物可以用于治疗滴虫性阴道炎。例如,头孢曲松是一种广谱抗生素,也被广泛用于治疗细菌性性传播感染,包括滴虫性阴道炎。这些口服药物的治疗方案通常需要在专业医生的监督下进行,以确保患者在治疗过程中避免药物滥用或不当使用。 在服用口服药物的同时,患者还应该注意个人卫生的重要性。保持外阴清洁、避免过度清洁、穿着透气的棉质内裤以及避免使用香皂等刺激性物质都是帮助预防和治疗滴虫性阴道炎的重要措施。 总的来说,在治疗滴虫性阴道炎时,口服药物是一种有效的治疗方法,可以帮助患者迅速缓解症状并恢复健康。患者在使用口服药物时应该遵循医嘱,同时保持良好的个人卫生习惯,这样才能更有效地应对这种常见的妇科感染,并减少复发的风险。如果症状持续或复发,患者应及时就医寻求进一步的诊断和治疗。

#用药

2025-12-06

健康问答

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