跳躍基因

跳躍基因或轉座子:一段可以從原位上單獨複製或斷裂下來，環化後插入另一位點，並對其後的基因起調控作用的DNA序列。 美國約翰斯·霍普金斯大學的科學家已經成功地將一種普通的人類"跳躍基因"轉化成一種運動速度比普通老鼠和人類細胞中的跳躍基因快幾百倍的超級跳躍基因。

基本介紹

• 中文名：跳躍基因
• 所屬領域：生物領域
• 歸類：基因
• 又稱：轉座子

跳躍基因定義

是那些能夠進行自我複製，並能在生物染色體間移動的基因物質。它們具有擾亂被介入基因組成結構的潛在可能性，並被認為是導致生物基因發生漸變(有時候是突變)，並最終促使生物進化的根本原因。雖然像酵母這樣的生物只有幾十種跳躍基因，但哺乳動物體內一般卻含有幾十萬數量的跳躍基因DNA，因此很難判斷在哪裡或是什麼時候，甚至是否發生了跳躍。

科學家們說，人類的跳躍基因一般處於沉寂狀態。因為它們所包含的指令很難被細胞閱讀，於是，科研人員把這些跳躍基因的指令用一些細胞願意接受的指令替代，從而製造出了一種非常活躍的人造跳躍基因。

科研人員發現，哺乳動物的細胞很好地接受了這種人造跳躍基因，並吸收了它所攜帶的信息，從而幫助這種基因跳躍。在一個對跳躍基因活性進行的標準測試中，這種人造跳躍基因跳躍的次數是自然跳躍基因的200倍。

申請臨時專利

要想將一個基因從A位點轉移到B位點，研究人員和基因治療專家目前只有兩個選擇：使用一種能有效地將感興趣基因輸送到細胞中的病毒；質粒，一種能夠做同樣工作的經加工的DNA環。

問題是，病毒是感染性的，並且一些類型的病毒偶爾會到達癌基因附近的靶標基因組，從而增加癌症風險。質粒不會有這種風險，但是它們卻不能在細胞中有效率地複製自己，而這對達到引入靶標基因的最終目的至關重要。

跳躍基因作用

美國威斯康星—麥迪遜大學的研究人員指出，一種利用轉座子或叫做“跳躍基因”的新非病毒基因傳遞系統的出現則提供了一種比病毒更安全、比質粒更有效的替代方法。

在一篇發表在9月的AppliedBiosafety雜誌上，威斯康星－麥迪遜的分子生物學家、生物安全官員MargyLambert描述了一種轉座子基因傳遞系統，即一段能夠從一個DNA分子跳到另外一個DNA分子的DNA。

基因治療是一個能讓新技術闖出名號的領域。目前在美國大約進行著140項基因治療試驗。大多數項目是針對致死性疾病如癌症的。許多治療利用效率較低的質粒作為表達載體，而一些則使用病毒和被認為安全或有效的非基因療法，以便於能夠通過FDA審核成為常規療法。

已經證實以轉座子為載體的技術能夠靶向沒有癌基因的基因組區域。而且，與質粒相比的一個關鍵的優勢就是跳躍基因技術能夠更有效地使引入動物細胞的基因進行穩定表達。

為了利用跳躍基因，研究人員使用了一種能夠將目標DNA序列從一個DNA分子轉移到細胞內的另外一個DNA分子的酶。這種酶接著能將其關閉以終止基因的跳躍。

跳躍基因用處

此前，美國明尼蘇達州的科研人員報導說，睡美人tranposon（SleepingBeautytranposon，SB-Tn）系統——一種能夠避免病毒轉移基因技術缺陷的基因治療技術在實驗室中能夠矯正導致鐮狀細胞貧血病（SCD）的基因缺陷。

在這項發表在6月12日的ACS’Biochemistry的研究中，CliffordJ.Steer和同事指出，病毒作為傳遞載體引發了多種安全關注。

在SCD中，編碼β-球蛋白的基因的一種突變導致血色素異常，使紅細胞變成鐮刀形。由於對病毒載體的潛在風險和其他問題的逐漸關注，使病毒載體用於基因治療遇到越來越多的障礙。

利用實驗室培養的細胞，研究人員證實SB-Tn系統可以將正常的β-球蛋白基因傳遞到細胞中。這個系統是一種魚基因，該基因在沉睡了1500萬年後於1997年被其他研究人員再次喚醒。該轉座子系統能夠滿足基因治療的關鍵要求。

細胞攝入由SB-Tn技術傳遞的基因，然後這些基因以長期穩定的狀態製造正常的β球蛋白。而且，這些基因能夠被遺傳，隨著細胞增殖而傳遞下去。

研究人員之所以將這種“睡美人”定義成一個轉座子或跳躍基因，是因為它能夠從一段DNA上的一個位置跳躍到另外的位置。