LINE-1逆轉座子是人類基因組中目前仍然活躍的唯一自主移動元件,並且仍然是突變、基因組重塑和疾病風險的重要來源。然而,年輕的、全長的、潛在活性的拷貝(即最有可能塑造當代基因組的元件)由於長度較長、重複性高且難以通過短讀長測序清晰解析,長期以來基本無法進行群體尺度分析。在本研究中,我們利用人類泛基因組參考聯盟的47個定相長讀長組裝結果(代表94條單倍型),構建了近期人類LINE-1演化的等位基因分辨圖譜。
我們在683個獨特插入位點上鑑定出13,617個同時具有完整ORF1和ORF2的LINE-1等位基因,揭示每個基因組都攜帶一套獨特的潛在活性源元件庫。這些完整LINE-1譜系重現了廣泛的人類群體結構,同時揭示出一個龐大、稀有且在特定群體中富集的移動元件多樣性儲備,而這部分多樣性會被單一參考基因組方法所遺漏。我們還解析了11號染色體上一個結構可變的LINE-1陣列,表明局部複製和重排能夠在不依賴經典逆轉座機制的情況下擴增LINE-1序列。
通過比較全長LINE-1序列,我們界定了可將古老殘餘序列與近期擴張譜系區分開的活性特徵,並發現了一些其活性不能完全由經典亞家族標籤解釋的年輕LINE-1群體。序列網絡分析進一步揭示了譜系更替的動態歷史,其中成功的源元件興起、播散出新的插入,並被帶有特定核苷酸變化的後代所取代。綜合來看,這些數據將人類LINE-1從重複序列背景轉變為一個可解析的演化系統,將插入多態性、編碼潛能、群體歷史和近期逆轉座子適應聯繫起來。
我們的研究結果確立了人類泛基因組作為發現活性源元件以及檢驗移動DNA如何持續塑造基因組演化、宿主防禦和疾病風險的框架。
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📄 原文連結:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.05.14.725010v1?rss=1
🏷️ LINE-1逆轉座子 泛基因組 長讀長組裝 結構變異 群體遺傳多樣性 轉座子活性