学术动态
徐安龙团队在Cell发表文章报道V(D)J重排机制的起源
作者：徐安龙 来源自：中国免疫学会 点击数：25146 发布时间：2016-07-12
2016年6月30日，徐安龙教授在中山大学的研究团队在国际生物类权威学术期刊Cell发表了题为“Discovery of an active RAG transposon illuminates the origins of V(D)J recombination”的研究论文。该研究发现了六亿年前RAG转座子的“分子活化石”，为“人类抗体V(D)J重排机制起源于转座子的假说”提供了最有力的证据。徐安龙教授为该论文的通讯作者，黄盛丰博士，陶鑫博士及元少春博士为该论文的共同第一作者。
免疫系统包括天然（非特异性）免疫系统和适应性（特异性）免疫系统。适应性免疫最主要的特征是淋巴细胞通过V(D)J重排机制表达多样性的抗原识别受体。在1979年，Tonegawa研究团队在发现抗原识别受体的多样性产生于V(D)J重排机制后，创造性地提出V(D)J重排机制起源于转座子的假说。随后的研究发现，介导抗体重排的关键酶是重组激活基因RAG1和RAG2，但RAG1和RAG2基因编码的是宿主蛋白，并非转座酶。因此，关于RAG1/2基因是如何进入脊椎动物基因组并整合到适应性免疫系统介导V(D)J重排，成为公认的关于适应性免疫起源的关键谜题之一。
为了解开这一迷题，徐安龙教授领导的研究团队选择了动物进化研究的活化石--文昌鱼作为核心研究对象，他们通过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样的蛋白,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。体内的功能研究显示ProtoRAG能够在文昌鱼中正常转录并在基因组上活跃转移。ProtoRAG编码的RAG1/2样蛋白能够通过与脊椎动物RAG1/2类似的作用机制，介导自身TIR依赖的转座子切割、宿主DNA重组、自身转座和低水平的TIR环化自连。这些证据表明文昌鱼ProtoRAG就是人们长期搜寻的决定抗体重排机制的RAG转座子，也是六亿年前RAG转座子遗留下来的“分子活化石”，为人类抗体重排机制起源于转座子的假说提供强有力的证据，解开了困扰免疫学界近四十年的谜题。该研究得到国家自然科学基金，国家重点基础研究发展计划（973）及广东省自然科学基金等的支持。
文昌鱼ProtoRAG与脊椎动物RAG蛋白的功能对比。在脊椎动物中，RAG1/2蛋白复合体负责对抗体的V(D)J基因片段进行重排。但在文昌鱼中，原始的RAG1/2蛋白作为ProtoRAG转座子的转座酶存在，主要介导自身的在基因组中的转移。
文章链接：http://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(16)30583-9
同期评述文章链接：http://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(16)30789-9
免疫系统包括天然（非特异性）免疫系统和适应性（特异性）免疫系统。适应性免疫最主要的特征是淋巴细胞通过V(D)J重排机制表达多样性的抗原识别受体。在1979年，Tonegawa研究团队在发现抗原识别受体的多样性产生于V(D)J重排机制后，创造性地提出V(D)J重排机制起源于转座子的假说。随后的研究发现，介导抗体重排的关键酶是重组激活基因RAG1和RAG2，但RAG1和RAG2基因编码的是宿主蛋白，并非转座酶。因此，关于RAG1/2基因是如何进入脊椎动物基因组并整合到适应性免疫系统介导V(D)J重排，成为公认的关于适应性免疫起源的关键谜题之一。
为了解开这一迷题，徐安龙教授领导的研究团队选择了动物进化研究的活化石--文昌鱼作为核心研究对象，他们通过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样的蛋白,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。体内的功能研究显示ProtoRAG能够在文昌鱼中正常转录并在基因组上活跃转移。ProtoRAG编码的RAG1/2样蛋白能够通过与脊椎动物RAG1/2类似的作用机制，介导自身TIR依赖的转座子切割、宿主DNA重组、自身转座和低水平的TIR环化自连。这些证据表明文昌鱼ProtoRAG就是人们长期搜寻的决定抗体重排机制的RAG转座子，也是六亿年前RAG转座子遗留下来的“分子活化石”，为人类抗体重排机制起源于转座子的假说提供强有力的证据，解开了困扰免疫学界近四十年的谜题。该研究得到国家自然科学基金，国家重点基础研究发展计划（973）及广东省自然科学基金等的支持。
文昌鱼ProtoRAG与脊椎动物RAG蛋白的功能对比。在脊椎动物中，RAG1/2蛋白复合体负责对抗体的V(D)J基因片段进行重排。但在文昌鱼中，原始的RAG1/2蛋白作为ProtoRAG转座子的转座酶存在，主要介导自身的在基因组中的转移。
文章链接：http://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(16)30583-9
同期评述文章链接：http://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(16)30789-9