Cell：我国科学家开展的大规模研究揭示了DNA转座子的功能多样性，扩展了基因组工程工具箱

在一项新的研究中，中国科学院动物研究所的张勇教授课题组和王皓毅课题组描述了DNA转座子的多样性，并扩展了现有的基因组工程工具箱。相关研究结果发表在2024年7月11日的Cell期刊上，论文标题为“Heterologous survey of 130 DNA transposons in human cells highlights their functional divergence and expands the genome engineering toolbox”。

张教授说，“我们的系统性、比较性框架是对传统病例研究的补充，有助于阐明基础生物学和加强应用生物学。”

自 20 世纪 40 年代Barbara McClintock首次发现转座子以来，科学家们一直对这些“跳跃基因”及其在进化中的作用着迷。作为主要的转座子类型之一，DNA转座子受到了广泛关注。然而，由于以往的病例研究规模有限，与转座子活动和进化模式相关的因素仍不清楚。

在这项新的研究中，这些作者从 102 个动物基因组中预测了 130种潜在的活跃 DNA 转座子。通过实验筛选和验证，他们发现了40种在人类细胞中具有活性的新型转座子，使哺乳动物中的活性转座子载体的数量从20种增加到60种，并显著扩大了它们的进化多样性。

利用迄今为止通过系统性实验筛选获得的最大的活性 DNA 转座子数据集，他们进行了进一步的深入分析，破译了转座子活性背后的因素，探索了进化动态，并确定了不同的功能特性。一项值得注意的发现是Tc1/mariner超家族表现出更强的活性，这是它们普遍存在的水平转移的基础。

此外，虽然DNA转座子在以前的应用中可作为基因工程工具用于插入诱变或转基因载体，但只有睡美人（Sleeping Beauty, SB）转座子等少数转座子得到了广泛应用。

图片来自Cell, 2024, doi:10.1016/j.cell.2024.05.007

这些作者探索了具有不同功能特性的新转座子。其中，最活跃的转座子Mariner2_AG（MAG）在很大程度上优于CAR-T细胞疗法中广泛使用的载体，包括慢病毒和SB转座子，这表明它具有临床应用的潜力。

这项新研究新发现的转座子具有多种功能特征，极大地扩展了基于DNA转座子的基因工程工具箱，支持一系列应用场景。

总之，这些作者利用动物界丰富的基因资源，进行了迄今为止最大规模的 DNA 转座子活性筛选，从而建立了迄今为止最大的活性 DNA 转座子数据集。这项性的研究不仅凸显了 DNA 转座子多样化的功能和进化特征，还拓展了基因组工程工具箱。（生物谷Bioon.com）

参考资料：

Tongtong Zhang et al. Heterologous survey of 130 DNA transposons in human cells highlights their functional divergence and expands the genome engineering toolbox. Cell, 2024, doi:10.1016/j.cell.2024.05.007.

Large-scale study reveals functional diversity of DNA transposons and expands genome engineering toolbox
https://phys.org/news/2024-06-large-scale-reveals-functional-diversity.html