近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所針對基因組中常見的寄生性轉(zhuǎn)座子元件（又稱“跳躍因子”）進行比較基因組學(xué)分析，揭示了轉(zhuǎn)座子的2種依賴宿主基因轉(zhuǎn)錄的基因組整合策略。相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《核酸研究（Nucleic Acids Research）》上。
據(jù)張新巖博士介紹，轉(zhuǎn)座子是基因組中的“自私”元件，也是基因組復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分。轉(zhuǎn)座子拷貝數(shù)的增加會導(dǎo)致基因組大小、復(fù)雜性和不穩(wěn)定性的增加。轉(zhuǎn)座子活動既可以造成染色體結(jié)構(gòu)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(xué)術(shù)界先前對于轉(zhuǎn)座子的分類主要基于轉(zhuǎn)座子本身結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)座子復(fù)制機制，例如根據(jù)轉(zhuǎn)座子復(fù)制中間產(chǎn)物，轉(zhuǎn)座子可以分為DNA轉(zhuǎn)座子和RNA轉(zhuǎn)座子。但是根據(jù)轉(zhuǎn)座子與全基因組范圍宿主基因表達的關(guān)聯(lián)性，在不同轉(zhuǎn)座子之間進行系統(tǒng)的比較分析，之前鮮有報道。
為了研究不同轉(zhuǎn)座子依賴宿主基因組微環(huán)境的轉(zhuǎn)座策略，該研究收集了9組未經(jīng)自然選擇的轉(zhuǎn)座子在宿主基因組中的位置信息，進行薈萃分析，發(fā)現(xiàn)真核生物中2種與宿主轉(zhuǎn)錄相關(guān)的轉(zhuǎn)座子整合模式，即A型轉(zhuǎn)錄起始位點精準(zhǔn)靶向模式和B型轉(zhuǎn)錄活躍區(qū)富集靶向模式。轉(zhuǎn)座子的精準(zhǔn)靶向性提示了依賴宿主轉(zhuǎn)錄活性的轉(zhuǎn)座酶特異招募機制，意味著轉(zhuǎn)座從“地毯式轟炸”模式升級為“精確制導(dǎo)”模式，有利于實現(xiàn)更高的轉(zhuǎn)座酶表達水平和更適宜的轉(zhuǎn)座酶作用微環(huán)境。先前研究發(fā)現(xiàn)，多種轉(zhuǎn)座子的基因組整合對開放染色質(zhì)區(qū)具有偏好性，該研究挑戰(zhàn)了這一“開放染色質(zhì)靶向模型”的普適性和準(zhǔn)確性。不同轉(zhuǎn)座子家族采取各自的靶向整合策略，占據(jù)多樣的“生態(tài)位”，這一發(fā)現(xiàn)為解析復(fù)雜的真核生物基因組提供了“基因組生態(tài)學(xué)”視角?？紤]到不同轉(zhuǎn)座子在系統(tǒng)發(fā)育上親緣關(guān)系較遠，推測動植物中不同轉(zhuǎn)座子家族之間存在趨同演化。
該研究還系統(tǒng)評估了精準(zhǔn)靶向型轉(zhuǎn)座子的寄生對宿主造成的影響，揭示出此類轉(zhuǎn)座子的2方面特征，即組織特異性轉(zhuǎn)座和通過整合在基因邊緣大大降低轉(zhuǎn)座子對宿主基因表達的影響。這些寄生“智慧”，有利于精準(zhǔn)靶向型轉(zhuǎn)座子占據(jù)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
