Anzeige
After starting out in our primate ancestors 65 million years ago, one type of repetitive DNA called an Alu retrotransposon now takes up 10 percent of our genome, with about one million copies. Roughly every 20th newborn baby has a new Alu retrotransposon somewhere in its DNA, scientists have estimated.
"I think of them as molecular machines that can copy themselves and move around the genome, says Scott Devine, PhD, assistant professor of biochemistry at Emory University School of Medicine. "These elements pose a major threat to our genetic information, because they can damage genes when they jump into them, leading to altered traits or diseases such as cancers."
As mutations gradually blur the features of older Alu elements, some become unable to make copies of themselves. To identify the Alu retrotransposons that are still capable of moving around, Devine and graduate student E. Andrew Bennett, who is first author, divided them into families and tested a representative of each family in the laboratory.
The results are published online and are scheduled to appear in the December issue of the journal Genome Research. Laboratories at Emory, the University of Michigan and the Max Planck Institute for Developmental Biology contributed to the study.
"We wanted to see what dictates whether an Alu element will be mobile," Devine says. "That way we could predict which Alu copies are more likely to damage our genetic information. This information will become very useful as we enter the age of personalized genomics, allowing us to make predictions about the future health of individuals."
Alu elements get their name because they usually include the recognition site for the enzyme Alu I (AGCT), a common laboratory tool for cutting DNA into pieces. Geneticists have already identified over 40 Alu elements that interrupt genes and cause human diseases, including neurofibromatosis, hemophilia and breast cancer, Devine says.
Bennett and Devine tested Alu elements by putting each of 89 family representatives on a small circle of DNA next to a gene that allows human cells to resist a poisonous drug. They then introduced the DNA circles into cells in culture dishes.
If the Alu element could jump, carrying the drug-resistance gene onto the cells' chromosomes, the cells survived the drug. The authors conclude that around 10,000 Alu elements are still capable of jumping around, with 37,000 having at least a low level of activity. The youngest ones were all capable of moving around, and the oldest ones were all inactive.
"These results mean that Alu is by far the most abundant class of jumping genes and poses the greatest transposon-mediated threat to our genomes," Devine says.
The term retrotransposons comes from how they replicate: first, the DNA is transcribed (copied) into RNA, and the RNA is reverse-transcribed into DNA again. Depending on the type of cell, if an Alu element is located near genes that have been shut off, the Alu element is less likely to get transcribed.
That means the number of Alu elements that do move around is probably slightly lower. The team has constructed a database of Alu elements to compile additional information about each family.
Devine says an enzyme that is part of the normal machinery of the cell transcribes Alu elements, but they actually depend on another type of repetitive element, called L1, to make the enzyme that can reverse-transcribe them.
Scientists think Alu elements "hijack" part of the cell during the copying process. In the cell, Alu RNA is thought to resemble another type of RNA that guides protein production. The team's tests indicate that Alu elements that can best mimic that RNA, called the signal recognition particle, are more likely to be active.
"Alus are really parasites of a parasite," Devine says. "They've cleverly taken advantage of another element's machinery to survive."
Holly Korschun | Quelle: EurekAlert!
Weitere Informationen: www.emory.edu
Weitere Berichte zu: AGCT > Alu retrotransposon > Devine > DNA > genetic information > mobile selfish genes > retrotransposon > RNA
Newly discovered breast milk antibodies help neutralize HIV
23.05.2012 | Duke University Medical Center
Scientists unravel role of fusion gene in prostate cancer
23.05.2012 | New York- Presbyterian Hospital/Weill Cornell Medical Center/Weill Cornell Medical College
Licht lässt die Partikel in der Atmosphäre wachsen. In einem Experiment hat ein internationales Forscherteam erstmals einen neuen Mechanismus nachweisen können, bei dem Partikel durch Licht größer werden und der damit Einfluss auf die Wolkenbildung und das Klima hat.
Photokatalytische Reaktionen können zu einer schnellen Bindung von nicht kondensierenden flüchtigen organischen Kohlenwasserstoffen (VOCs) auf der Oberfläche der Partikel führen. Unter solchen Bedingungen nehme die Größe und Masse der Partikel schnell zu, schreiben die Wissenschaftler im renommierten Fachblatt PNAS.
Die Ergebnisse des Laborexperimentes könnten Effekte erklären, die bisher schon bei Feldkampagnen ...
Ähnlich wie blutsaugende Insekten prüfen Pflanzenschädlinge ihren Wirt auf Abwehrsignale, bevor sie anfangen zu fressen
Pflanzen bilden wenige Minuten nach Angriff eines Fraßfeindes Jasmonsäure, ein Hormon, das die Verteidigung gegen Insekten in Gange setzt mit der Folge, dass giftige Stoffe wie Nikotin oder Verdauungshemmer in den Blättern akkumulieren.
Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie, Jena, haben jetzt herausgefunden, dass Zwergzikaden die Verteidigungsbereitschaft von Tabakpflanzen aufspüren können. ...
Wissenschaftlern vom Institut für Physikalische und Theoretische Chemie der Universität Bonn ist es erstmals gelungen, den Transport eines wichtigen Informationsträgers in biologischen Zellen praktisch unmodifiziert in Echtzeit zu filmen.
Die Studie zeigt, wie die so genannte Boten-RNA die Zellkernhülle überwindet und vom Zellkern in das Zytoplasma gelangt. Diese Arbeit ist nun in dem renommierten Journal „Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA“ (PNAS) publiziert.
Der Bauplan aller Lebewesen ist in ihrem Erbgut gespeichert. Dieses lagert bei höheren ...
Ein neuer Sonderforschungsbereich (SFB) an der Philipps-Universität geht der einzigartigen Fähigkeit von Mikroorganismen auf den Grund, sich ständig an veränderte Umweltbedingungen anzupassen. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert den SFB 987 mit dem Titel "Mikrobielle Diversität in der umweltabhängigen Signalantwort" in den kommenden vier Jahren mit voraussichtlich mehr als sieben Millionen Euro.
„Die erfolgreiche Beantragung des neuen Sonderforschungsbereichs belegt einmal mehr die exzellenten wissenschaftlichen Leistungen im Bereich der Mikrobiologie am Standort Marburg“, erklärt Professor Dr. Frank Bremmer, der Marburger Uni-Vizepräsident für Forschung. „Die Einrichtung des SFB wird Marburgs Stellung als zentraler Ort der mikrobiologischen Forschung festigen und deren internationale Sichtbarkeit weiter erhöhen.“ ...
Erosion in tropischen Küstenregionen führt zum schnellen Tod der Korallen
Die Farbigkeit, Vielfalt und Exotik der tropischen Korallenriffe fasziniert viele Menschen weltweit. Und doch sind es die Folgen unserer Zivilisation, die dieses fragile Ökosystem bedrohen durch Klimaerwärmung, Sauerstoffmangel und Ozeanversauerung. Fortschreitende Industrialisierung, Waldrodungen und intensive Landwirtschaft in küstennahen Gebieten führen zu Erosion und verändern die Lebensbedingungen im Meer dramatisch.
Jetzt ...
Anzeige
Anzeige

23.05.2012 | Energie und Elektrotechnik
Nano-Müll lässt sich nicht verbrennen
23.05.2012 | Ökologie Umwelt- Naturschutz
Nea Kameni volcano movement captured by Envisat
23.05.2012 | Geowissenschaften
Jeder Mensch ist anders - Nutzen der individualisierten Medizin
23.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten
14th Leibniz Conference of advanced science „Sensorsysteme 2012“
23.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten
Exklusive Kontakte beim Investforum
23.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten