[生物通讯]乔治亚大学在美国国家科学基金会植物基因组研究计划资助下研究水稻基因组的研究人员，识别出水稻的第一个活跃DNA转座子，也就是“跳跃基因”。

    有关研究发表在1月9日期的《自然》（Nature）上。

    通过与康奈尔大学、华盛顿大学和日本研究人员的合作，遗传学家Susan Wessler还发现了第一个存在于所有生物中的活跃的“微型反向重复转座元件（"miniature inverted -repeat transposable element，MITE”）。

    水稻(Oryza sativa)是世界上重要的食物作物，是所有谷类中基因组最小的一个，只有4亿3千万个碱基对。水稻基因组的40％都是由不编码蛋白因而也就对植物没有功能的重复DNA组成的。这些重复DNA序列中有许多似乎都是类似于MITE的转座子。但如同大多数迄今所研究的基因组包括人类基因组在内，这些高度重复的所谓“垃圾DNA”的功能一直是一个谜。这次水稻基因组中活跃转座子的发现为揭示基因组如何变化以及转座子在这个过程中起着什么样的作用提供了惊人的新线索。

    活跃的DNA转座子能够将新DNA拷贝移动到基因组的不同位置。为寻找活跃的DNA转座子，研究人员利用了两个水稻亚种－－粳稻和籼稻的基因组序列公共数据库。研究人员推测，在植物中，这样的转座子所移动的序列应该是几乎完全一致的序列的多个拷贝。如果他们能够找到这两个水稻基因组中的保守序列，就能够检查细胞培养物中的转座子移动，因为元件的数目应该是随时间增加的。

    通过这种方法，研究人员发现一个430个碱基对的重复序列可能是活跃MITE的候选者，因为这个拷贝高度保守。发现的这个重复序列与MITE大小相同，许多其它特征也相似，因而研究人员将之命名为mPing，即微型Ping（miniature Ping）。他们计算，粳稻的整个基因组中约含有70个拷贝的mPing，而籼稻中约含有14个拷贝。当研究人员检查籼稻的细胞培养物时，发现mPing元件的数目增多了，这说明它确实是在活跃地转座。

    要了解mPing是如何转座的十分困难，因为MITE不编码任何蛋白质，因此就不能自己转座。研究人员推测，一定有另外的编码蛋白质的“自主”转座子，使其自身以及其它相关元件能够移动。为找到这个自主元件，研究人员对mPing序列与粳稻和籼稻基因组序列进行了比较以寻找更长的相关元件。他们发现了两个候选者：一个是长一点的叫做"Ping" 的序列，还有一个是短一点的的序列他们命名为"Pong"。Ping缺少有功能的编码序列，只在粳稻中以一个单拷贝存在。而Pong却以多拷贝存在于所有亚种中，含有合适的编码序列，而且细胞培养物中的的数目随mPing的数目而增加。这就促使研究人员怀疑，是Pong而不是Ping，才是使mPing转座的自主元件。研究人员推测，有些情况下也可能Ping 和 Pong共同激活了mPing。

    Wessler 和她的合作者为转座子对促进植物驯化过程中的多样性可能有所贡献这一观点提供了新的支持。他们的研究与20多年前由诺贝尔奖得主、有玉米皇后之称的遗传学家Barbara McClintock提出的观点：转座子是塑造植物基因组的动力的一部分相吻合。

    这个新发现将有助于研究人员揭开导致微型转座子起源、扩散和消失的事件。引人注目的是，MITE组成了植物基因组中非编码DNA的大部分。通过研究MITE这类转座子，研究人员将开始逐渐了解所谓的垃圾DNA对所有生物的基因组的动力结构和功能的影响。

消息来源：美国国家基金会

生物通编译自BIO.COM