基因界的「跳跳虎」LINE-1：掌控細胞分裂改寫人類DNA的幕後黑手

在人體基因組中，有個名為LINE-1的「跳躍基因」佔了驚人的20%比例。最新研究發現，這種遺傳物質竟能趁細胞分裂時趁虛而入，透過蛋白質-RNA複合體入侵DNA，這項發現為基因組演化與疾病研究開啟新視窗。

就像病毒會劫持宿主細胞的遺傳機制來複製自己，這些被稱為「轉位因子」的遺傳物質片段也會在DNA中留下痕跡。雖然結構更簡單，但它們同樣仰賴細胞的複製工具來繁衍後代。

經過漫長演化，人體已學會讓多數這類外來序列保持沉默。但仍有少數活躍分子持續在基因組中「跳躍」，其中LINE-1（長散佈核元件1號）最為特立獨行——它是目前唯一能完全自主複製貼上的轉位因子。

這種「基因跳跳虎」的運作方式相當巧妙：先利用RNA（DNA的近親）自我複製，再將RNA轉回DNA插入基因組新位置。這種「複製貼上」機制與愛滋病毒HIV相似，因此LINE-1也被歸類為「反轉錄轉位子」。

每次跳躍都會為人類基因組新增新程式碼，這解釋了為何50萬個LINE-1重複序列能佔據人類基因組的五分之一。這些重複序列雖推動基因演化，但當LINE-1隨機插入關鍵基因或像病毒般引發免疫反應導致發炎時，就可能引發神經疾病、癌症與老化。

最新發表於《科學進展》的研究揭露，LINE-1會趁細胞不斷分裂、細胞核暫時開啟的短暫空檔，抓住機會與細胞DNA結合。研究團隊發現，LINE-1 RNA會與其編碼的ORF1p蛋白形成複合體，緊抓DNA直到細胞分裂完成、細胞核重新形成。

這項由紐約大學朗格尼醫學中心與慕尼黑基因中心共同領導的研究特別指出：LINE-1必須在ORF1p累積成數百個分子組成的「凝聚體」時，才能成功與DNA結合。隨著ORF1p分子增加，最終會包裹住LINE-1 RNA，為整個複合體創造更多DNA結合位點。

研究資深作者Liam J. Holt博士表示：「這項研究揭示了佔人類DNA大比例的遺傳元素如何成功入侵細胞核自我複製，為未來設計阻止LINE-1複製的療法奠定基礎。」

研究也發現，LINE-1凝聚體就像特洛伊木馬，能將RNA精準送達DNA中富含腺嘌呤與胸腺嘧啶的目標序列。包藏在凝聚體中的LINE-1，還能巧妙避開細胞在有絲分裂時阻擋大顆粒進入細胞核的防禦機制。

Holt博士補充：「LINE-1凝聚體最驚人的特性是，唯有當ORF1p與RNA的比例達到特定閾值時，才會顯現DNA結合能力。未來我們將繼續探究其他凝聚體是否也會因成分比例變化而改變功能。」