加速基因組演化：新系統在數週內模擬數十年變化

東京大學的一個團隊開發了一種系統，用於控制和加速細菌基因組結構變化的演化。該系統針對小的“跳躍基因”或稱為插入序列 (ISs) 的 DNA 序列。這項研究彌合了研究過去演化和觀察實驗室中即時基因變化的差距。 研究人員經常研究細菌基因組，因為它們的大小易於管理且具有一致性。已知插入序列 (ISs) 會在基因組內“跳躍”或改變位置，從而推動演化變化。這些變化可能導致突變、逆轉或基因組大小和身份的改變。 為了加速這些變化，該團隊在大腸桿菌 (E. coli) 中引入了多個高活性 IS 的拷貝。在短短 10 週內，測試生物累積的變化類似於自然界中數十年內發生的變化。這包括大約 25 個新的移動遺傳元件插入和基因組大小的 5% 的變化。 高 IS 活性導致結構變異和複合轉座子的出現。這闡明了 IS 和複合轉座子的潛在演化途徑。結果為研究 IS 插入和基因組大小變化的影響提供了寶貴的參考。 “出乎意料的是，”Yuki Kanai 說，這項研究還揭示了轉座子本身的演化。Kanai 希望將該系統應用於更廣泛的問題，例如了解細菌之間或細菌與其宿主之間合作演化的條件。