19 I nvade and Adapt Genome Evolut i on via Transposable Elements 融為一體的不速之客 轉位子與基因組演化 References 參考資料： [1] L. Pray, “Transposons: The Jumping Genes,” Nature Education, vol. 1, no. 1, pp. 204, 2008, https://www. nature.com/scitable/topicpage/transposons-thejumping-genes-518/. [2] P. Jern and J. M. Coffin, “Effects of Retroviruses on Host Genome Function,” Annual Review of Genetics, vol. 42, 2008, pp. 709–732. [3] W. Sun, H. Samimi, M. Gamez, H. Zare, and B. Frost, “Pathogenic tau-induced piRNA depletion promotes neuronal death through transposable element dysregulation in neurodegenerative tauopathies,” Nature Neuroscience, vol. 21, no. 8, Aug. 2018, pp. 1038–1048. [4] H. H. Kazazian Jr, C. Wong, H. Youssoufian, A. F. Scott, D. G. Phillips, and S. E. Antonarakis, “Haemophilia A resulting from de novo insertion of L1 sequences represents a novel mechanism for mutation in man,” Nature, vol. 332, no. 6160, 1988, pp. 164–166. [5] V. Sundaram, et al., “Widespread contribution of transposable elements to the innovation of gene regulatory networks,” Genome Research, vol. 24, no. 12, Dec. 2014, pp. 1963–1976. 轉錄所需的工具，例如 RNA 聚合酶，便可以與該段 DNA 結合並開始轉錄以表達基因。可是當 DNA 凝縮時，這些工 具就不能結合到 DNA 上，該處 DNA 的表達便會受到抑制 （註一）。表觀遺傳修飾（epigenetic modifications）是 其中一個抑制轉位子的途徑，原理是改變 DNA 的開放程度 [1]。這些機制出現故障時可能會引發疾病，轉位子失調被證 實會導致神經元死亡 [3]、血友病 [4] 和癌症。 由於大多數轉位子都被抑制和被認為對宿主有害，在 以往一段很長的時間裡，它們被稱為「垃圾 DNA」，因為它 們似乎只是寄生在基因組而沒有任何功能。然而，近年一些 轉位子被發現已適應並融入了宿主基因組，並執行著一些 有用的功能。一些轉位子成為了轉錄因子（transcription factor）與 DNA 的結合位置，從而影響附近基因轉錄的效 率（註二）。一項針對人類和小鼠細胞的研究發現，對於所 檢視的 26 個轉錄因子，大約 20% 轉錄因子的結合位置都 位於轉位子中 [5]，轉位子進入基因組因此可能為細胞提供 了前所未見的新方法來更細緻地控制基因表達。 從一個未被接受的發現到現代遺傳學中最重要的概念 之一，轉位子徹底改變了我們對基因組和演化的理解。隨著 物種適應外在環境，我們經常觀察到它們發展出一些可見 的新性狀（或特徵），但轉位子告訴我們，基因組其實也一 直在細胞深處默默地演化。 1 編按：介紹一下文憑試課程外的知識：表現型並不只是由基因序列或等位基 因決定。這是生物學中的一個稱為「表觀遺傳學（epigenetics）」的領域， 研究表現型如何在不改變 DNA 序列下被改變。 2 轉錄因子：它是一種與 DNA 結合的蛋白質，能與特定 DNA 序列結合以促進 或抑制轉錄。例如，你將在大學本科課程中學到，真核生物需要通用轉錄因 子（general transcription factors/GTFs）幫助 RNA 聚合酶找出轉錄的起 點，才能開始轉錄。它需要先與 DNA 結合，然後 RNA 聚合酶才能到達。轉 錄因子還能控制基因表達的位置和時機。
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