转座子：进化的新遗传学机制

生物通报道：Universitat Autònoma de Barcelona (UAB)的研究人员发现转座子——能够在基因组中跳跃的小DNA序列——能够通过诱导产生反义RNA从而使其临近的基因沉默。这是进化的一个新机制。这项研究成果发表在最近的Proceedings of the National Academy of Sciences(PNAS)期刊上。

转座子是一些重复性的DNA序列，能在基因组中移动。长期以来，人们认为它们是遗传物质中的无用部分。但是现在越来越清楚地知道转座子能导致一些对适应性和生物存活有利的变化。

在这项研究中，UAB的研究人员发现将一个转座子插入果蝇的基因组中能沉默一个临近的基因，也就是说它显著降低这个临近基因的表达水平。基因表达是利用DNA作为一个模板来合成信使RNA分子，然后再用mRNA合成特定的蛋白质。根据研究人员的观察，转座子促进了一种与正常的mRNA分子互补的小分子RNA的合成。这种新的互补分子——反义RNA与基因正常的mRNA结合从而干扰蛋白质合成。尽管研究人员只是对果蝇进行了研究，但他们认为占人类基因组中45％之多的转座子可能在人类中也有同样的沉默效应。

这项新的研究延续此前的结果。1999年，由UAB大学遗传学和微生物学系的Alfredo Ruiz博士领导的研究组在Science上发表了一篇文章，证明转座子能使果蝇的染色体发生倒位（chromosomal inversion）。染色体片断颠倒反向插入形成这种倒位。已经证明果蝇的染色体倒位通常有适应性价值（adaptive value），也就是说发生染色体倒位的个体比那些没有发生变化的个体有某些优势，尽管目前还不清楚倒位导致这些差别的机制。

在果蝇中发生倒位的染色体断点（break points）位置发现插入大量的转座子，而正常的染色体就没有这种情况。其中一种叫做Kepler的转座子与沉默DNA表达有关。转座子只插入发生倒位的染色体的这一事实意味着只有倒置的染色体中的基因才能被沉默，而正常染色体的基因则不会。已知发生倒位的果蝇个体比较大并且发育所需的时间比没有发生倒位的果蝇所需的时间要长。尽管尚未证实，但有可能这些差异是由于Kepler临近的基因被沉默而导致的。如果是这样，这个新发现的机制就能解释染色体倒位的适应性价值。

参与这项研究的人员有Marta Puig、Mario Cáceres和Alfredo Ruiz。（Yang Shujuan）