Science论文：痘病毒中惊现人类“跳跃基因”BC200——既是脑功能关键，又能自我移动插入基因组

康乃尔大学的研究人员发现了一种痘病毒中的人类遗传元件，并发现它既是脑功能的重要基因，又是一种能够移动并将自身插入基因组的跳跃基因。一项发表在 Science 上的研究报告称，这个称为 BC200 的基因结合了此前从未一起见过的特征。

BC200 主要在神经元中表达，但数百万年前起源于转座子，即“跳跃基因”，一种以能够移动并将自身插入基因组而闻名的非编码遗传元件。

转座子可以将 DNA 块插入基因并破坏其功能，导致疾病。但从长期来看，它们可以是进化中的建设性力量，调节或组装新的有益基因。虽然转座子占人类 DNA 的一半，但大多数是无活性的，只有极少数保持可移动并能够在基因组内复制。

一个仍在跳跃的功能基因

到目前为止，没有人观察到一种既可移动又是身体功能所需的人类基因。

“来自转座元件并被重新用于细胞功能的基因通常不再可转座，”该研究的资深作者之一 Cedric Feschotte 说。“BC200 本身是由一个移动元件创建的，但保留了其移动性，然而它显然也在发挥细胞功能。不知何故，进化一直无法解开这两件事。”

共同作者包括 Cheng Sun，我国首都师范大学进化基因组学教授；以及 Ellen Pritham，在这项工作完成时是德克萨斯大学阿灵顿分校的助理教授。

多年后重新审视的发现

研究人员在 2010 年首次鉴定出 BC200，当时 Feschotte 是德克萨斯大学阿灵顿分校的教员，而 Cheng 是 Feschotte 和 Pritham 联合实验室的博士后研究员。

当时，Cheng 正在使用专门软件和基因组数据库研究病毒基因组中的人类转座子，他在 molluscum contagiosum virus (MCV) 中发现了 BC200 的 2 个插入，MCV 是一种具有传染性但大体良性的人类痘病毒，会引起疣。尽管团队认识到这一发现的重要性，但他们当时没有就此写论文。

Feschotte 和 Cheng 最近在一次会议上相遇，Cheng 提到他和他的研究生 Pu Gao——论文的第一作者——已经重启了这个项目。“我不敢相信我们从未被别人抢先，”Feschotte 说。

BC200 的一个祖先是大约 4000万年前从一个古老转座子被招募到一种共同灵长类祖先中的，并在现代人类历史中（自 Homo sapiens 时代以来）两次跳跃到 MCV，大约在 100,000 年前。

更早跳跃进入病毒

还有其他一些已记录的案例，涉及其他物种中的转座元件将自身插入病毒。在 1980 年代后期，一个实验室的研究人员首次记录了他们在培养中研究的蛾细胞中的一个转座子插入到杆状病毒中，杆状病毒是一种已知感染昆虫的病毒。

“据我所知，这是转座子逃离其宿主基因组并跳到病毒上的第一个清晰例子，”Feschotte 说，“这引出了一个想法：也许如果病毒能够跨越物种边界，那么你可能就有了一种将这些元件跨物种传播的机制。”

然后在 2007 年，一个来自日本的团队发现了一个嵌入啮齿动物痘病毒中的转座元件，尽管该转座子起源于蛇，这提高了该病毒也感染爬行动物的可能性，尽管它从未被研究过。“我认为在当时，这是野生环境中一个明确的脊椎动物转座元件逃逸到病毒中的第一个也是唯一一个案例，”Feschotte 说。

BC200 在细胞和疾病中的作用

BC200 仅存在于人类和相关灵长类动物中，并在 1980 年代后期作为人类神经元中一种丰富的非编码 RNA 被发现。尽管 BC200 的生理功能知之甚少，但有证据表明它可能参与调节神经元信使 RNA 翻译为蛋白质。

它也在生殖细胞——精子和卵子中以低水平存在，使其有可能在基因组其他位置产生可遗传的插入。

研究人员还怀疑 BC200 在皮肤细胞中跳跃，因为这些是已知唯一被 molluscum contagiosum virus (MCV) 感染的细胞。该基因也在一些肿瘤中异常表达，并在阿尔茨海默病患者的大脑中过表达，表明其跳跃能力可能在这些疾病中发挥作用。

Feschotte 说，他和同事想探索 molluscum contagiosum virus 是否利用 BC200 来操纵人类宿主细胞。他们还感兴趣的是更好地理解该基因在疾病中的作用，包括其异常表达的乳腺和其他类型肿瘤，以及它是否在癌细胞中跳跃并引起突变。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Pu Gao et al, Escape of the BC200 gene to a human poxvirus reveals its persistent transposition in primates, Science (2026). DOI: 10.1126/science.aeh3441.