인간 두뇌에서 유전자 조작의 멋진 새로운 세계
최근 과학자들은 세포 내부를 돌아 다니는 이동 물질을 발견했습니다. 이 조각들을 레트로 트랜스 포손이라고합니다. 그들은 스스로를 복제하고 DNA 근처에 삽입하여 돌연변이를 유도 할 수 있습니다. 최근 Nature 지에 발표 된 호주의 연구에 따르면 레트로 트랜스 포손 (retrotransposons)이 인간 뇌 세포의 게놈을 바꿀 수 있다고합니다. 사실, 레트로 트랜스포존은 비교를 위해 사용 된 혈액 세포에서보다 효과적으로 뉴런 유전자에 침투합니다. 수 많은 레트로 트랜스포존 돌연변이가 인간 사후 기증자의 뇌에서 검사 된 5 개 영역 중 2 개 영역에서 관찰되었다.
이 DNA 조각은 유전자는 아니지만 염색체 내의 다른 위치로 뛰어 다니는 유전자와 상호 작용합니다 (아마도 Barbara McClintok의 1983 년 노벨상 수상자가 "점핑 유전자"를 발견했다고 들었을 것입니다). 모든 세포에는 일련의 DNA에서 트랜스포존을 잘라내어 DNA의 다른 위치에 삽입하는 효소가 있습니다. 때로는 절단 부위에는 트랜스포존과 함께 인접한 유전자가 포함되어 있기 때문에 재 삽입이 발생하면 유전자가 새로운 위치로 연결됩니다. 점프는 무작위가 아닙니다. 때로는 다른 염색체에서도 활성 단백질 코딩 영역으로 우선적으로 발생합니다. 기능을 변경하는 잠재력은 엄청납니다. 그러나 기능상의 결과가 무엇인지 알지 못합니다. 우리는 그 과정이 사람과 영장류에서 가장 일반적이라는 것을 알고 있습니다.
우리는 모든 세포가 후성적 영향에 의해 영향을 받는다는 것을 어느 정도 알고 있습니다. 즉, 환경의 이벤트가 게놈을 변경할 수 있습니다. 그 메커니즘은 레트로 트랜스포존을 포함 할 수 있습니다. 유전자 조작은 학습과 기억을 변화 시키는데 특히 강력 할 수 있습니다. 인간 해마, 즉 기억을 형성하는 데 가장 직접적으로 관여하는 뇌 영역 및 새로운 세포가 성인에서 지속적으로 태어난 뇌의 한 부분에서 레트로 트랜스포존 돌연변이가 관찰되는 것은 우연한 일이 아닙니다. 학습 된 이벤트의 기억은 학습을 처리 한 회로의 셀 사이의 접합부 (시냅스)의 지속적인 변화로 인해 발생합니다. 이러한 지속적인 변화는 그 시냅스에서 새로운 단백질 생산에 의해 가능해진다. 그 단백질은 유전 적 통제하에 있습니다 (따라서 시간이 지남에 따라 분해되는 단백질을 유전자가 대체 할 수 있기 때문에 기억이 지속될 수 있습니다).
학습과 기억 및 뇌 기능 전반에 대한이 발견의 의미는 헤아릴 수 없다. 더욱 중요한 것은 "멋진 새 세계"가 등장하는 곳이며 합성 트랜스포존 (제조가 용이해야 함)을 사용하여 예측 가능하고 지속적인 방법으로 유전자 기능을 조작 할 수있는 잠재력이 있어야합니다. 뉴런에 합성 retrotransposons의 수송은 무해한 바이러스로 그들을 포장하여 수행 될 수 있습니다; "형질 감염"기술의 기초가 이미 잘 정립되어 있습니다. 어려운 부분은 트랜스포존이 뇌 기능에 원하는 변화를 일으키는지를 발견하는 것입니다. 그러나 외상 후 스트레스 증후군에서 일어나는 것처럼 기억을 시멘트로 만들거나 확대하는 데 도움이 될 수있는 일부가 발견 될 수 있고 원치 않는 기억을 지우는 다른 것들이 발견 될 수 있기를 기대하면서 다양한 레트로 트랜스포존을 시험하는 것이 합리적입니다. 그러나 잠재적 인 측면이 있습니다. 일부 retrotransposons은 암의 원인 일 수 있습니다.
출처:
Baillie, JK, et al. (2011) Somatic retrotransposition은 인간 두뇌의 유전 적 특성을 바꾼다. 자연. 479 : 534-537.
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