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发现活化石 科学家发现六亿年前“分子活化石”

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近日,记者从中山大学获悉,该校教授徐安龙团队发现了六亿年前RAG转座子的“分子活化石”,为“人类抗体重排机制的转座子起源假说”提供了最有力的证据。相关研究近日在《细胞》上发表。

人体的免疫系统分为两部分:先天的固有免疫和后天可改变的适应性免疫,抗体重排机制就是适应性免疫中,后天能应对无数病源侵害的最关键机制(例如疫苗的作用就基于此机制),因此,寻找抗体重排机制起源一直是免疫学研究的热点。过去40多年,尽管核心酶——抗体重排激活酶(RAG1/RAG2)的功能与调控研究取得了重大进展,但该假说本身却从未得到证实,成为困扰免疫学界的一个经典谜题。

为了破解这一迷题,徐安龙团队首先选择动物进化研究的活化石——文昌鱼作为核心研究对象。因为文昌鱼是揭开脊椎动物起源重要的物种,并且在我国青岛、厦门、湛江等沿海都有,为该研究提供了长期可依赖的资源。

经过十多年的研究,该团队对多个高质量的文昌鱼基因组草图进行深度信息学分析,发现文昌鱼保留了大量古老的、在脊椎动物中早已灭绝的转座子超家族。其中一个DNA转座子家族正巧编码了RAG1/2的蛋白,并具有类似抗体基因重组信号序列RSS的末端反向重复序列TIR,他们将此基因命名为ProtoRAG,意为编码原型RAG转座子。通过系统的功能和机制研究,他们发现文昌鱼ProtoRAG就是人们长期搜寻的决定抗体重排机制的RAG转座子,也可以认为该转座子是六亿年前RAG转座子遗留下来的“分子活化石”。

这一发现为人类抗体重排的转座子起源假说提供了强有力和直接的证据,该转座子的发现还为未来利用重排机制设计新的免疫抗体和免疫基因提供了崭新的基因编辑思路和技术。从免疫学的大视野看,该发现将适应性免疫的起源由脊椎动物推前到无脊椎脊索动物文昌鱼,由此向前推进1亿年,将改写现行免疫学教科书关于适应性免疫起源的观点。

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