本报讯(生命科学学院) 近日,在国家自然科学基金委和科技部高技术发展计划(863)和国家重大基础研究发展计划(973)的资助下,生命科学学院徐安龙教授带领的研究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。该研究成果形成论文Discovery of an active RAG transposon illuminates the origins of V(D)J recombination发表在国际生物类著名期刊Cell上。徐安龙教授为论文唯一通讯作者,黄盛丰教授、陶鑫博士、元少春教授为论文第一作者。
人体的免疫系统分为先天的固有免疫和后天可改变的适应性免疫,人类后天能对抗外界病菌的侵害,最关键的机制在于抗体重排机制发挥作用。1979年,美籍日裔科学家Susumu Tonegawa(利根川进)团队发现了人类抗体V(D)J重排机制,并创造性地提出了重排机制的转座子起源假说,1987年他因“抗体重排机制”获得诺贝尔医学和生理奖。但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。
徐安龙教授和他的团队经过十多年的研究,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的转座子。通过系统和深入的功能和机制研究,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就是六亿年前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最强有力和直接的证据,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。