Science：跳跃基因如何找到目标？

　　为了了解转座子如何形成基因组，极其重要的是，要发现它们定向整合（targeted integration）背后的机制。最近，来自法国国家健康与医学研究院病理学实验室的研究人员，与法国CEA-Saclay和美国一个实验室合作，确定了两种蛋白质之间的相互作用，是一个转座子整合到酵母基因组中一个特定区域所必不可少的。这些研究结果发表在五月一日的《科学》（Science）杂志，强调了这些可移动DNA序列在生物进化与适用中的作用，及其对于基因治疗的潜在价值。

　　转座子是基因组内能够移动的DNA序列，也称作跳跃基因，因为它们能够在基因组范围内移动而给有机体遗传完整性和稳定性造成一种巨大的危险，这些转座子曾经被认为是基因寄生序列。它们代表了相当一部分基因组，在进化中扮演重要的角色。通过整合到DNA中，这些转座子可能有助于基因组的可塑性，有可能引发新的细胞功能。相反，它们也可能导致危及细胞生存的基因突变。它们的整合通常发生在特定的基因较少区域，在那里它的危害是最小的。目前，这个定向整合的可能机制仍然知之甚少。延伸阅读：科学家发现“跳跃基因”有助防治疾病。

　　这项研究的作者把重点放在酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）的TY1反转录转座子，以探究整合位点是如何被确定的。Ty1将自身整合到比基因组规模更小的一个区域，位于特定基因的上游，都由RNA聚合酶III转录（Pol III）酶复合物转录。使用Pol III作为诱饵，研究人员发现，这一复合物的其中一个蛋白质——AC40，可与Ty1编码的蛋白质相互作用，从而使逆转录转座子整合。进一步的分析表明，这种相互作用对于转座子的定向整合，是至关重要的。事实上，含有来自另一酵母种的一个蛋白质（功能上类似于AC40，但不与Ty1相互作用）的细胞中，逆转录转座子总是有效地插入到基因组中，但很少插入到它平常的靶位点。

　　因此，本研究发现了一种机制，可移动DNA序列通过这一机制发现其靶标。研究还指出了当不存在这种控制机制时，序列会整合到基因组的哪个区域。逆转录转座子优先插入到染色体末端的区域。这些区域所包含的基因家族，在正常情况下是不必要的，但对于酵母适应环境的变化是必需的。此外， RNA聚合酶III的表达——决定着Ty1的定向插入，依赖于环境条件。因此，这些结果支持这一假设——转座子的移动性，通常是激活的以响应环境压力，促进基因组的重组，使酵母适应环境的变化，从而提高它们的生存。

　　除了基础研究所取得的进展，阐明Ty1整合机制也有利于基因治疗，其使用来自逆转录病毒的载体将基因转移到细胞中。像逆转录病毒一样，这些载体通常整合到基因较丰富的区域，在那里它们可能有致突变作用。像Ty1这种转座子的性能，可用来指导它们整合到基因组更安全的区域，从而降低基因转移载体的影响。