加速基因组进化：新系统在数周内模拟数十年变化

东京大学的一个团队开发了一种系统，用于控制和加速细菌基因组结构变化的进化。该系统针对小的“跳跃基因”或称为插入序列 (ISs) 的 DNA 序列。这项研究弥合了研究过去进化和观察实验室中实时基因变化的差距。 研究人员经常研究细菌基因组，因为它们的大小易于管理且具有一致性。已知插入序列 (ISs) 会在基因组内“跳跃”或改变位置，从而推动进化变化。这些变化可能导致突变、逆转或基因组大小和身份的改变。 为了加速这些变化，该团队在大肠杆菌 (E. coli) 中引入了多个高活性 IS 的拷贝。在短短 10 周内，测试生物积累的变化类似于自然界中几十年内发生的变化。这包括大约 25 个新的移动遗传元件插入和基因组大小的 5% 的变化。 高 IS 活性导致结构变异和复合转座子的出现。这阐明了 IS 和复合转座子的潜在进化途径。结果为研究 IS 插入和基因组大小变化的影响提供了宝贵的参考。 “出乎意料的是，”Yuki Kanai 说，这项研究还揭示了转座子本身的进化。Kanai 希望将该系统应用于更广泛的问题，例如了解细菌之间或细菌与其宿主之间合作进化的条件。