德國蒂賓根大學(xué)馬克斯普朗克發(fā)育生物學(xué)學(xué)會的研究員確定了一種由寄生蟲遺傳因素編碼并引起流動性的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)（L1ORF1p）,。被稱為LINE-1的反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子是一種可以繁殖并能在不同方位插入染色體DNA中的移動遺傳因素,。這就會打亂融合的遺傳密碼,，由此對宿主生物體帶來嚴(yán)重后果。
另一方面,，這也會引起遺傳變異,，這也是物種進化的先決條件。現(xiàn)在L1ORF1p蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)有利于對LINE-1移動機制做出更精確的學(xué)術(shù)研究,。這就為反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子和反轉(zhuǎn)錄病毒的關(guān)系提供了新視角,，也可能為人類和動物的某些進化過程提供了新視角。研究員甚至認(rèn)為在未來的某一天,，利用LINE-1反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子就可以將遺傳信息準(zhǔn)確地插入某些特定的位置,。對于當(dāng)代基于反轉(zhuǎn)錄病毒機制、具有更少確定方位的方法來說,，這將是另一種選擇,。
LINE-1反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子是一種在人類基因史上成倍增長的移動基因。目前,，約17%的人類基因由LINE-1序列組成,。如果考慮到大約30000個人類蛋白質(zhì)分子是由不到5%的DNA編碼的話，這就是一個很大的比例了,。LINE-1反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子不僅自身增殖,，還負(fù)責(zé)100萬個阿爾哈諾夫序列（另一種寄生蟲基因）基因的整合。阿爾哈諾夫序列只存在于高等靈長類體內(nèi),，同時,，占據(jù)了我們基因組的10% 。LINE-1和阿爾哈諾夫序列地插入是一個持續(xù)的過程,。大約每20個新生兒中至少包含了一個這種元素的插入,。
因此,，幾乎沒有人類基因不受LINE-1融合的影響,。領(lǐng)導(dǎo)馬克斯普朗克發(fā)育生物學(xué)學(xué)會科研人員的奧利弗（Oliver Weichenrieder）說：“很難相信LINE-1和阿爾哈諾夫序列的大規(guī)模融合沒有對人類進化造成影響,。然而令人驚訝的是，到目前為止我們對包含在這一進程中的反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子機制,，蛋白質(zhì)和核酸所知甚少,。”因此，研究員嘗試通過參與分子的生化特性及其分子結(jié)構(gòu)的確定尋找新的視角,。這就為詳細(xì)的功能分析和已知蛋白質(zhì)相似性的提示,，特別是在各自氨基酸的簡單比較中不顯著的相似性提供了基礎(chǔ)。
由人類LINE-1反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子編碼蛋白質(zhì)有兩種,。在艾琳娜莫（Elena Khazina）和奧利弗（Oliver Weichenrieder）近期發(fā)表的著作中,，他們描述了其中一種蛋白質(zhì)的特征。這種所謂的L1ORF1p蛋白質(zhì)能和由基因組中LINE-1元素轉(zhuǎn)錄而成的LINE-1核糖核酸結(jié)合,。因此,，L1ORF1p能支持隨后的LINE-1核糖核酸向DNA的反轉(zhuǎn)錄。這一進程發(fā)生在新LINE-1元素的基因融合過程中,。
研究員表明L1ORF1p蛋白質(zhì)由三部分組成,。第一部分會引起自締合（self-association），三個分子聚集形成三聚體,。其他兩個部分是合成LINE-1核糖核酸的必要因素,。艾琳娜莫（Elena Khazina）說：“最讓人吃驚的是在蛋白質(zhì)中部的一種所謂的RRM域（RRM-domain）的定義。晶體的結(jié)構(gòu)明確地證實了這種域的存在,。同時,，我們在大量人類和動物的其他反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子中也證明有這種RRM域（RRM-domain）。” RRM域（RRM-domain）通常出現(xiàn)在細(xì)胞中,，特別是在結(jié)合了核糖核酸的蛋白質(zhì)中,。
目前，L1ORF1p里RRM域（RRM-domain）的存在解釋了為什么L1ORF1p會與LINE-1核糖核酸結(jié)合,，以及這種情況具體是怎樣發(fā)生的,。對L1ORF1p蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的深入了解為日后細(xì)胞進程的調(diào)查提供了一個新視角和一個好的基礎(chǔ)。即,，為被LINE-1元素的繁殖所利用的細(xì)胞進程的調(diào)查提供了一個新視角和一個好的基礎(chǔ),，也為可以防止反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子過度繁殖的機制細(xì)胞進程的調(diào)查提供了一個新視角和一個好的基礎(chǔ)。（生物谷Bioon.com）
生物谷推薦原始出處：
PNAS January 20, 2009 vol. 106 no. 3 731-736 doi: 10.1073/pnas.0809964106
Non-LTR retrotransposons encode noncanonical RRM domains in their first open reading frame
Elena Khazina and Oliver Weichenrieder1
Department of Biochemistry, Max Planck Institute for Developmental Biology, Spemannstrasse 35, 72076 Tübingen, Germany
Non-LTR retrotransposons (NLRs) are a unique class of mobile genetic elements that have significant impact on the evolution of eukaryotic genomes. However, the molecular details and functions of their encoded proteins, in particular of the accessory ORF1p proteins, are poorly understood. Here, we identify noncanonical RNA-recognition-motifs (RRMs) in several phylogenetically unrelated NLR ORF1p proteins. This provides an explanation for their RNA-binding properties and clearly shows that they are not related to the retroviral nucleocapsid protein Gag, despite the frequent presence of CCHC zinc knuckles. In particular, we characterize the ORF1p protein of the human long interspersed nuclear element 1 (LINE-1 or L1). We show that L1ORF1p is a multidomain protein, consisting of a coiled coil (cc), RRM, and C-terminal domain (CTD). Most importantly, we solved the crystal structure of the RRM domain, which is characterized by extended loops stabilized by unique salt bridges. Furthermore, we demonstrate that L1ORF1p trimerizes via its N-terminal cc domain, and we suggest that this property is functionally important for all homologues. The formation of distinct complexes with single-stranded nucleic acids requires the presence of the RRM and CTD domains on the same polypeptide chain as well as their close cooperation. Finally, the phylogenetic analysis of mammalian L1ORF1p shows an ancient origin of the RRM domain and supports a modular evolution of NLRs.
