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跳跃基因（来源于MSK官网） 2017年5月19日/医麦客 eMedClub/--近日，由纪念斯隆凯特琳癌症中心（MSK）领导的一项国际化合作研究指出了一个令人惊讶的原因：一种称为PGBD5的基因在儿童成长期内变得异常活跃。由该基因表达的酶能够随意剪切DNA片段并翻转它们或将其移动到基因组内的不同位置。这种DNA的”串门“转移可以大大改变正常的基因功能并引发癌症。相关研究结果于2017年5月15日发表在顶级期刊《Nature Genetics》上。 跳跃基因的发现（来源：Wochit News） 通常，我们认为癌症是老年人群高发疾病，随着年龄的增加，各种癌症的发病率都直线上升。但是最近几十年科学家发现癌症正在走向年轻化，很多刚出生的幼儿甚至婴儿的癌症发病率也非常高，例如常见的急性淋巴白血病，这类癌症发病的原因是什么呢，科学家一直在寻找未解之谜。
癌症形成的共识理论 科学家对癌症基因突变的本质的认识，是在遗传物质被确定、DNA双螺旋结构被解析之后，随着分子生物学技术的发展一步步完成的。 在癌症的认识过程中，主要形成了三种理论： 1）细胞分化理论：认为癌症是机体发育过程中，某些细胞的分化过程发生了错误，而发生癌变，其过程不涉及细胞基因组的改变； 2）病毒理论：基于很多在动物身上诱发癌症的病毒的发现，科学家认为存在类似的病毒使人类细胞变成癌细胞。现在我们知道，虽然很多肿瘤由病毒感染而诱发，但绝大多数癌症与病毒无关； 3）体细胞基因突变理论。随着研究的深入，基因突变理论最终取代或者说融合了另外两种理论，最终成为迄今为止依然被科学界广泛接受的理论。 携带癌症易感基因是儿童患病的罪魁祸首吗 费城儿童医院（CHOP）的John M. Maris在顶级医学期刊《新英格兰医学》发表的最新研究表明即使家族史中没有出现过癌症，儿童也可能携带癌症易感基因，癌症患儿的癌症易感基因比人们想象的还要普遍。 St.Jude'儿童研究医院的研究人员对1120份儿童癌症样本进行分析,发现有8.5%的儿童和青少年患者携带已知的致癌突变，这一比例过去被认为是5%。令人惊讶的是，儿童癌症患者携带不少成年癌症的致病基因，比如乳腺癌和卵巢癌。这些基因是成年癌症的主要驱动者，似乎与儿童癌症没什么关联。目前还不清楚它们是不是也能造成儿童癌症，不过研究人员推测它们应该在儿童癌症中起到了一定的作用。 ”跳跃基因“的意外发现找到了癌症发病的关联性
示意图模型：PGBD5诱导的细胞转化的机制
MSK癌症中心的研究者通过对正常细胞的基因改变，验证了PGBD5基因的活跃和移位导致癌变。这项里程碑的发现也表明了儿童实体瘤发展背后的原因，包括影响儿童和青少年的大多数癌症类型。事实上是PGBD5基因本身的移位使细胞变“坏”，而不是正常细胞由于随机突变携带易感基因而诱发癌变。
MSK癌症生物学家和儿科肿瘤学家AlexKentsis领导了这项研究，他说：“这解释了儿科肿瘤发展的长期难题，我们猜测未来研究将会发现类似的机制，期待新的研究为癌症带来新的治疗途径。”
研究人员发现，称为PGBD5的基因通过诱发细胞恶性突变而引起许多儿童癌症。这解释了儿童肿瘤发展的长期难题。—Alex Kentsis（MSK癌症生物学家和儿科肿瘤学家） 揭开导致儿童癌症的跳跃基因-PGBD5神秘面纱 在体内和体外实验中，人类细胞中PGBD5异位表达导致恶性转化
PGBD5基因可以理解为一种DNA转座酶，广泛的多细胞生物体使用DNA转座酶来控制基因表达，他们重新排列称为转座子的DNA片段。这种现象在20世纪40年代和50年代由Barbara McClintock首次发现。在她对玉米的研究中，发现DNA片段有时可以从染色体上的一个位点移动或转置到另一个位点。McClintock博士也因此获得了诺贝尔奖。 转座子（来源：ucsf.edu） “跳跃基因”其实就是转座子，它们是潜伏在我们DNA深处的“寄生虫”，这些尾巴很长的家伙如果插入健康的基因，就可能会引发疾病。不过迄今为止，人们还不清楚这种尾巴对于转座子的跳跃有何作用？
到目前为止，科学家们已经在大多数生物体中发现了类似的DNA序列。虽然现在知道近50％的人类基因组来源于转座子，但我们对其功能的了解却是少之又少。相反，他们被认为是进化的伪像，它位于“黑暗的基因组”之内，是不编码蛋白质的DNA片段。但近年来，科学家们对“黑暗的基因组”，也被称为非编码DNA的研究逐渐深入，发现这种看似“无用”的DNA其实却起着重要作用。
特别地，RAG1/2基因编码一种DNA转座酶，其对于依赖于剪切和重组基因片段的抗体和其它免疫受体的形成至关重要。但是研究人员认为RAG1/2是一个特殊的例子，这是一个进化的怪胎。然后在2015年，Kentsis博士领导的一项研究，揭示PGBD5可以在人体细胞中剪切和插入DNA。这项新的研究表明，PGBD5异常时可以诱发人类癌症。
越来越多的证据表明，基因组中的这股“暗黑势力”实际上起着重要的作用。像RAG1/2基因和PGBD5基因这类DNA转座酶可能会解开人类癌症未解之谜。 31个人类横纹肌瘤中体细胞结构变异图
研究小组通过分析人类横纹肌瘤细胞的基因又了新的发现。正如我们所了解的，这些罕见的儿童期癌症通常是具有侵略性的，而且可能发生在许多不同的器官，包括脑，肾脏和肝脏。等科学家发现了与PGDB5活性相关的人类染色体特定部位DNA重排的线索。作为其影响的进一步证据，他们发现在正常人细胞中表达的PGDB5在实验室皿和小鼠模型中可以诱发癌变。
将跳跃基因“锁定”或成为癌症治疗的新方法 这项发现解决了我们对于儿童癌症的一个困惑，并不是因为这些癌症缺乏突变而是它们具有独特的基因组重排。研究人员对这种基因组改变如何发生以及如何可能对早期发展的癌症有所帮助感到困扰，其中许多肿瘤样淋巴结肿瘤仍然难以治疗。
AlexKentsis（MSK癌症生物学家和儿科肿瘤学家）
Kentsis博士解释说，虽然目前我们还不清楚PGBD5的正常功能，不过有线索表明其在正常细胞中进行基本功能，并且在癌症中的作用令人吃惊。
Kentsis博士说：“癌细胞中的PGDB5酶调节不当可能特别依赖于DNA的修复功能，这可能使它们特别容易受到抑制细胞DNA修复的药物的攻击，特别是在活跃的癌症研究领域。”目前，Kentsis博士和他的同事们目前正在实验室里研究这些抑制剂在儿童肿瘤的小鼠模型中的作用。
MSK儿科系主任Andrew Kung说：“尽管我们对儿童肿瘤进行了多年的测序和实验室研究，但是这次的发现是世界曾经错过的新的突变机制。这篇论文代表了人类肿瘤尤其是一般和儿童肿瘤领域的重大进展。与此同时，它也再次强调，在生物学领域，我们对于基因组的重要作用的探索还有很多未知，现在只是刚刚开始。（医麦客 eMedClub）
参考出处： doi: 10.1038/ng.3866. doi: 10.1186/s12864-016-2877-x. doi: 10.7554/eLife.10565. https://www.ncbi.nlm./pubmed/25075041 生物通：孩子为什么会得癌症？ 赛先生：为什么说癌症是由基因突变引起的？ |
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