近日，中國農業科學院深圳農業基因組研究所針對基因組中常見的寄生性轉座子元件（又稱“跳躍因子”）進行比較基因組學分析，揭示了轉座子的2種依賴宿主基因轉錄的基因組整合策略。相關研究成果在線發表在《核酸研究（Nucleic Acids Research）》上。
據張新巖博士介紹，轉座子是基因組中的“自私”元件，也是基因組復雜生態系統的重要組成部分。轉座子拷貝數的增加會導致基因組大小、復雜性和不穩定性的增加。轉座子活動既可以造成染色體結構變異，也可以影響單個基因的表達，為自然選擇提供了素材，促進了生物演化。學術界先前對于轉座子的分類主要基于轉座子本身結構和轉座子復制機制，例如根據轉座子復制中間產物，轉座子可以分為DNA轉座子和RNA轉座子。但是根據轉座子與全基因組范圍宿主基因表達的關聯性，在不同轉座子之間進行系統的比較分析，之前鮮有報道。
為了研究不同轉座子依賴宿主基因組微環境的轉座策略，該研究收集了9組未經自然選擇的轉座子在宿主基因組中的位置信息，進行薈萃分析，發現真核生物中2種與宿主轉錄相關的轉座子整合模式，即A型轉錄起始位點精準靶向模式和B型轉錄活躍區富集靶向模式。轉座子的精準靶向性提示了依賴宿主轉錄活性的轉座酶特異招募機制，意味著轉座從“地毯式轟炸”模式升級為“精確制導”模式，有利于實現更高的轉座酶表達水平和更適宜的轉座酶作用微環境。先前研究發現，多種轉座子的基因組整合對開放染色質區具有偏好性，該研究挑戰了這一“開放染色質靶向模型”的普適性和準確性。不同轉座子家族采取各自的靶向整合策略，占據多樣的“生態位”，這一發現為解析復雜的真核生物基因組提供了“基因組生態學”視角。考慮到不同轉座子在系統發育上親緣關系較遠，推測動植物中不同轉座子家族之間存在趨同演化。
該研究還系統評估了精準靶向型轉座子的寄生對宿主造成的影響，揭示出此類轉座子的2方面特征，即組織特異性轉座和通過整合在基因邊緣大大降低轉座子對宿主基因表達的影響。這些寄生“智慧”，有利于精準靶向型轉座子占據更多的宿主基因組空間和資源。（通訊員 趙華）
原文鏈接：https://academic.oup.com/nar/advance-article/doi/10.1093/nar/gkaa370/5842194
