Selective autophagy regulates insertional mutagenesis by the Ty1 retrotransposon in Saccharomyces cerevisiae

Macroautophagy (autophagy) is a bulk degradation system for cytoplasmic components and is ubiquitously found in eukaryotic cells. Autophagy is induced under starvation conditions and plays a cytoprotective role by degrading unwanted cytoplasmic materials. The Ty1 transposon, a member of the Ty1/copia superfamily, is the most abundant retrotransposon in the yeast Saccharomyces cerevisiae and acts to introduce mutations in the host genome via Ty1 virus-like particles (VLPs) localized in the cytoplasm. Here we show that selective autophagy downregulates Ty1 transposition by eliminating Ty1 VLPs from the cytoplasm under nutrient-limited conditions. Ty1 VLPs are targeted to autophagosomes by an interaction with Atg19. We propose that selective autophagy safeguards genome integrity against excessive insertional mutagenesis caused during nutrient starvation by transposable elements in eukaryotic cells.     

节瓜Ty1-copia类逆转座子逆转录酶序列的克隆及比对

对8个节瓜（Benincasa hispida var.chieh-qua How）品系基因组DNA中的Ty1-copia类逆转座子逆转录酶核苷酸序列进行扩增,并对品系A39FA的29个克隆产物的核苷酸序列及翻译的氨基酸序列的系统进化和同源性进行了分析,还对29条氨基酸序列进行了比对。扩增结果表明：8个节瓜品系的基因组DNA中均包含长度约260 bp的逆转录酶核苷酸片段;从品系A39FA中获得的29条Ty1-copia类逆转座子逆转录酶核苷酸序列（CqRt1至CqRt29）的长度为247~267 bp,同源率为46.2%~98.1%,而它们的氨基酸序列同源率为26.7%~98.8%。序列分析结果表明：节瓜Ty1-copia类逆转座子逆转录酶核苷酸序列中碱基A、T、G和C的数量分别为65~96、47~92、45~74和32~49,所有序列均富含碱基A和T,AT/GC比为1.35~2.33;缺失突变是造成节瓜Ty1-copia类逆转座子逆转录酶核苷酸序列长度差异的主要因素,在序列长度和碱基组成方面的明显差异表明节瓜Ty1-copia类逆转座子逆转录酶核苷酸序列具有高度异质性。翻译后的氨基酸序列中有21条序列存在终止密码子突变、12条序列存在移框突变,表明Ty1-copia类逆转座子是节瓜基因组内序列重组的热点。通过聚类分析可将29个逆转录酶核苷酸序列分为5个家族（Family）,分别包括16、4、4、4和1条序列,其中Family 1可能是具有转座活性的逆转座子家族,但存在转录活性的逆转录酶序列仅占全部序列数量的20.69%。将每一家族中的1~2条序列与其他15种植物的Ty1-copia类逆转座子逆转录酶的氨基酸序列进行比对,显示出较高的同源性。研究结果表明：节瓜与其他植物的Ty1-copia类逆转座子可能有相同起源,而且Ty1-copia类逆转座子可在不同类群间横向传递。     

LINE-1编码的逆转录酶在肿瘤形成过程中的作用

逆转录转座子LINE-1是人类基因组中最大的转座子家族,约有500 000个拷贝,占人类基因组总量的17%,同时它也是人类基因组中唯一具有自主转座能力的转座子。LINE-1编码的逆转录酶是LINE-1转座所必需,近年来的研究表明该酶在包括肿瘤形成等重要的病理或生理过程中都发挥着重要的作用。抑制该酶的活性可阻滞肿瘤发展的进程、恢复肿瘤细胞的分化状态以及改变肿瘤细胞的转录组谱。本文根据近年来对LINE-1编码的逆转录酶的研究进展,介绍该酶通过对非编码RNA转录组谱的调控在肿瘤形成过程中产生的作用,以期为肿瘤的早期诊断以及抗肿瘤药物的开发提供一些线索。