Tn3家族复制型转座中的复制劫持机制

所有类别的转座元件在转座过程中都会产生必须由宿主加工处理的 DNA 中间体，才能实现有效转座。然而，转座子如何与细胞 DNA 加工机器进行相互作用的机制，迄今仍缺乏深入研究。在此，我们提供了相互印证的遗传学和生物化学证据，表明 Tn3 家族转座子 Tn4430 的复制型转座与靶标复制严格偶联。阻断靶标复制会完全消除转座，而阻断转座子供体分子的复制则没有影响。此外，我们发现 Tn4430 的插入偏好会受到靶标内复制方向及潜在复制障碍的影响，这提示整合机制与复制叉推进之间存在功能性联系。在体外实验中，发现转座酶 TnpA 能够特异性结合模拟复制中间体的叉状 DNA 结构。与线性 DNA 片段相比，这些结构是 TnpA 催化末端连接反应的高效底物。链转移发生于复制叉下游紧邻区域，使转座子处于有利于复制的状态。综合这些数据，我们提出了一种机制：转座子以 DNA 复制中间体为靶标，从而在转座发生时直接招募宿主复制机器。该“复制劫持”机制不同于经典的“复制雇用”机制；在后者中，复制是在链转移之后才被招募的。

所有类别的转座元件在转座过程中都会产生必须由宿主加工处理的DNA中间体，方能实现有效转座。然而，转座子如何与细胞DNA加工机器进行沟通的机制仍缺乏深入研究。在此，我们提供了相互印证的遗传学和生物化学证据，表明Tn3家族转座子Tn4430的复制型转座与靶DNA复制严格偶联。阻断靶DNA复制会完全消除转座，而阻断转座子供体分子的复制则没有影响。此外，我们发现Tn4430的插入偏好会受到靶DNA中复制方向及潜在复制障碍的影响，提示其整合机制与复制叉推进之间存在功能联系。在体外实验中，发现转座酶TnpA能够特异性结合模拟复制中间体的叉状DNA结构。与线性DNA片段相比，这些结构是TnpA催化末端连接的高效底物。链转移发生于复制叉的紧邻下游，从而使转座子处于可被复制的状态。综合来看，这些数据提示一种机制：转座子以DNA复制中间体为靶标，从而在转座发生时直接募集宿主复制机器。这种“复制劫持”机制不同于经典的“复制招募”机制；后者是在链转移之后才募集复制过程。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.05.30.728999v1?rss=1

🏷️ Tn3家族转座子 复制型转座 DNA复制叉 转座酶TnpA 宿主复制机器 遗传学与生化机制