扬州大学宋成义团队挖掘出斑马鱼天然高活性DNA转座子ZB并开发为脊椎动物遗传分析工具

      DNA转座子是一类可在基因组上自由移动的遗传元件，其位置移动又称为转座，最初由Barbara McClintock在玉米上发现，现已知广泛分布于原核和真核生物基因组。DNA转座子主要以DNA到DNA的形式进行转座，其中经典的“剪切-粘贴”机制主要通过转座子自身编码的转座酶将转座子从原位置切割出来，再插入新位点。由于操作简单，该类转座子已被开发成遗传分析工具用于转基因和基因功能研究。目前，至少10种转座子被开发用于真核生物转基因研究，其中Sleeping Beauty (SB), piggyBac (PB) 及Tol2三种转座子，已广泛应用于脊椎动物斑马鱼、爪蟾及小鼠，在转基因和突变体制备上发挥重要作用。由于转座子活性和插入位点偏好性在不同物种及不同组织细胞存在显著差异，提示开发多种转座子系统有利于不同物种的遗传分析研究。

      转座子在大部分物种基因组中占有较高比例，如哺乳动物中约占50%，玉米中约占到了80%，斑马鱼中高于50%，但在长期进化过程中，大部分转座子已失去活性。目前除蝙蝠上发现一例活性转座子piggyBat，尚未发现其他哺乳动物活性DNA转座子。Tol2属于hAT转座子超家族,是首个在日本青鳉鱼上发现的有天然活性的脊椎动物转座子；PB属于piggyBac超家族，来源于粉纹夜蛾。而SB属于Tc1/mariner超家族，来源于大西洋鲑鱼已失活的Tc1转座子，经过分子重构获得活性。目前已发现14个有天然活性的转座子来自于Tc1/mariner，但只有重构的SB具有高活性，可作为脊椎动物遗传分析工具。

      2月26日，扬州大学宋成义团队在国际学术期刊Nucleic Acids Research发表题为“A native, highly active Tc1/mariner transposon from zebrafish (ZB) offers an efficient genetic manipulation tool for vertebrates”的研究论文。首次通过生物信息学方法在斑马鱼基因组中挖掘到一个天然高活性DNA转座子，命名为ZB（来自zebrafish），研究表明ZB转座子是近期侵入斑马鱼基因组，属于Tc1/mariner超家族成员，其结构与SB转座子相似（图1），其转座活性与在转基因和基因治疗研究中广泛应用的PB和SB高活性转座子相近，在基因组上稍偏好插入基因调控区。