本报讯（记者孟凌霄）中国科学院生物物理研究所研究员许瑞明、朱冰和薛愿超课题组合作，系统揭示了人逆转座子LINE-1靶向整合基因组的重要机制。该研究刷新了对LINE-1逆转座机制的认知，也为基于逆转座调控的药物研发提供了新的理论依据。相关研究成果近日发表于《科学》。
类基因组中存在大量具有“跳跃”能力的逆转座子序列。这些序列在胚胎发育、免疫及神经系统等特定阶段和环境下被激活，发挥重要生理功能。但在病毒感染、肿瘤发生和机体衰老等状态下，它们也可能异常活化，导致基因调控紊乱和基因组不稳定。人体中唯一具有自主转座活性的逆转座子是长散在元件-1，即LINE-1，也是绝大多数逆转座子的迁移载体。然而，其靶向整合的分子机制一直不清楚。
该研究从结构和生化角度阐明了LINE-1逆转座过程中核酸底物的结合模式以及DNA结构介导的靶向切割机制。研究团队发现，LINE-1编码的逆转录酶ORF2p主要通过电荷相互作用与DNA骨架结合，而非依赖特定序列识别。研究人员通过单颗粒冷冻电镜解析其高分辨率结构，揭示了ORF2p在DNA切割和逆转录过程中的构象变化规律。进一步的跨物种结构比对显示，逆转座酶在进化过程中既具有保守性，也存在差异性，揭示了LINE-1整合与细胞复制周期相关的分子基础。
相关论文信息：
https://doi.org/10.1126/science.adu3433