一種全新的酶可對抗寄生的基因組TE序列

　　科學家們發現了一種名為 PUCH 的酶，它對于阻止寄生 DNA 序列在我們基因組中的傳播至關重要。 這一發現可以讓我們深入了解我們的身體如何識別和對抗內部威脅（如基因組寄生蟲）和外部威脅（如病毒和細菌）。

　　德國美因茨分子生物學研究所 (IMB) 的 René Ketting 教授團隊與奧地利維也納 Max Perutz 實驗室的 Sebastian Falk 博士團隊發現了一種新酶 PUCH，它在預防 寄生 DNA 在我們基因組中的傳播。 這一突破可以讓我們更深入地了解我們的系統如何識別和對抗病原體，從而幫助抵御感染。

　　我們的細胞不斷受到數百萬外來入侵者的攻擊，例如病毒和細菌。 為了防止我們生病，我們的身體有一個免疫系統——一整群細胞，專門檢測和消滅這些入侵者。 然而，我們的細胞不僅面臨來自外部敵人的威脅，還面臨來自內部的威脅。

　　令人驚訝的是，我們基因組的 45% 由數千個基因組寄生蟲組成，即稱為轉座元件 (TE) 的重復 DNA 序列。 TE 存在于所有生物體中，但沒有特定功能。 然而，它們可能很危險。 TE 也被稱為“跳躍基因”，因為它們可以將自身復制并粘貼到我們 DNA 中的新位置。

　　這是一個主要問題，因為它可能導致突變，導致我們的細胞停止正常工作或癌變。 因此，當 TE 尋求繁殖時，我們幾乎一半的基因組不斷與另一半進行游擊戰，而我們的細胞則試圖阻止它們擴散。

　　我們的細胞如何對抗這些內部敵人？ 幸運的是，我們的細胞已經進化出了一種由特殊蛋白質組成的基因組防御系統，其作用是追捕 TE 并阻止它們復制。 在《自然》雜志上發表的一篇新論文中，René Ketting 和 Sebastian Falk 及其研究團隊報告了他們對 PUCH 的發現——一種全新的、以前未知的酶類型，它是這種基因組防御系統的關鍵。 他們發現 PUCH 在產生稱為 piRNA 的小分子方面發揮著至關重要的作用，當 TE 試圖“跳躍”時，piRNA 會檢測到它們。 然后，它們激活基因組防御系統，在 TE 粘貼到我們 DNA 中的新位置之前阻止它們。

　　研究人員在秀麗隱桿線蟲（一種常用于生物學研究的簡單無脊椎動物）的細胞中發現了 PUCH。 然而，這些發現也可能揭示我們自身免疫系統的工作原理。 PUCH 的特點是獨特的分子結構，稱為 Schlafen 折疊。

　　具有Schlafen折疊的酶也存在于小鼠和人類體內，它們似乎在先天免疫中發揮作用，這是人體抵御病毒和細菌的第一道防線。 例如，一些 Schlafen 蛋白會干擾人類病毒的復制。 另一方面，一些病毒，例如猴痘病毒，也可能使用 Schlafen 蛋白來攻擊細胞的防御系統。 René Ketting 懷疑 Schlafen 蛋白可能在包括人類在內的許多物種的免疫中發揮更廣泛、保守的作用。

　　“Schlafen 蛋白可能代表了哺乳動物免疫反應與控制 TE 的高度保守的基于 RNA 的機制之間以前未知的分子聯系，”Ketting 說，他也是美因茨約翰內斯古騰堡大學 (JGU) 的生物學教授。 如果是這樣，Schlafen 蛋白可能代表了一種常見的防御機制，既可以對抗病毒和細菌等外部敵人，也可以對抗 TE 等內部敵人。

　　Sebastian Falk 補充道：“可以想象，Schlafen 蛋白已被重新改造為酶，保護細胞免受 TE 等傳染性 DNA 序列的侵害。這一發現可能會深刻影響我們對先天免疫生物學的理解。”