這種基因片段佔我們基因組的 17%，但科學家們才剛剛開始瞭解它的功能。
正在分裂的細胞中藍色標記的 DNA（圖片來源：科學照片庫）
多年來，加利福尼亞大學舊金山分校的發育生物學家 Miguel Ramalho-Santos 一直試圖說服其實驗室的研究人員去研究他個人認為很不尋常的 DNA 片段： LINE1。它在人類基因組中重複了50萬次，幾乎佔了每個細胞中 DNA 的1/5。但沒人想研究它。Ramalho-Santos 說：“這是實驗室裡大家都在傳的一個笑話。”
這可能與 LINE1的名聲有關。“人們稱之為垃圾 DNA、基因組寄生蟲。”Ramalho-Santos 說。LINE1 像其他轉座子（或“跳躍基因”）一樣，具有不尋常能力，能夠複製自身，並隨機插入基因組的任意位置。遺傳學家傾向於關注 LINE 1插錯地方的情況，這會導致癌症或遺傳病症（如血友病）。但 Ramalho-Santos 懷疑 LINE1有更多值得關注的地方。如果 LINE1 最好也只是無害，最壞則是有害的，為什麼它會在人類基因組中一直大量存在著呢？
Ramalho-Santos 和其他人發現，LINE1在胚胎髮育過程中特別活躍，直覺告訴他，該片段實際上在協調胚胎細胞的發育過程中起關鍵的作用。
他開始到處做實驗，偶爾“煩擾”實驗室一個研究人員幫忙分析。Ramalho-Santos 說：“他們都認為這有點瘋狂。”直到 Michelle Perchard 作為博士後加入實驗室，他才最終找到了能認真參與 LINE1項目的人。“我想我從實驗室其他人那裡看到了奇怪的表情。”Percharde 笑著回憶道。
但實驗開始取得進展。至關重要的是，Ramalho-Santos 和 Percharde 找到了在小鼠胚胎中關閉 LINE1表達的方法。DNA 存儲著生命的密碼，但是為了讀取它，細胞必須首先將 DNA 序列轉錄成相關的 RNA 分子。當團隊使LINE1的 RNA 失效時，胚胎在受精卵首次分裂後，就被停留在了雙細胞階段。沒有LINE1，胚胎停止了發育。
Ramalho-Santos 認為，LINE1的 RNA 就像分子“膠水”，將一批分子集結到一起，終止雙細胞階段，將胚胎推入到下一個發育階段。它能使一種在雙細胞階段活躍的 Dux 基因失活。
在過去的幾年中，其他研究小組無意中發現了 LINE1在早期小鼠胚胎和腦細胞中可能的作用，但是沒有過硬的證據。“直到最近，這種研究一直難以捉摸。”南達科他州州立大學的 LINE1研究者 Wenfeng An 說，“我認為這（Ramalho-Santos 的研究結果）是我們一直在等待的東西。這是一項開創性的研究。”
然而，LINE1複製自身的能力似乎與其在胚胎髮育中的角色無關。當 Percharde 特異性阻斷 LINE1插入基因組時，胚胎幹細胞看起來未受影響。也許胚胎中的細胞能製造 LINE1的 RNA，同時也能防止其在基因組中的做潛在有害的“跳躍”。但是，成千上萬的 LINE1拷貝中，每一個都被實際用來調節胚胎髮育是不太可能的。
下一步顯然是研究人類細胞中的 LINE1，它占人類基因組的17%。小鼠和人之間存在差異，但 LINE1在幾乎所有哺乳動物的基因組中都大量存在。其他轉座子（也曾認為垃圾 DNA）在人類細胞的發育過程中也起著關鍵作用。“垃圾中有很多寶藏。”同樣研究 LINE1的斯坦福大學的發育生物學家 Joanna Wysocka 如是說。
現在，Ramalho-Santos 可能更容易說服學生去研究他最喜愛，也是被被低估的 DNA 片段了。
閱讀更多 蘇科家園 的文章
