星舰转座子通过环状中间体进行转移,具有潜在的生物技术应用价值

由 root 提交于 周三, 09/23/2026 - 04:47
移动遗传元件推动基因组演化和水平基因转移,但许多真核生物元件实现移动的机制仍知之甚少。在此,我们表明,Starship 是近期在真菌中发现的一类巨型转座元件,其通过染色体外环状中间体实现移动。利用深度测序,我们检测到跨越假定连接位点的低丰度测序读段,这与环化现象相一致。我们证明,合成的环状中间体,即“starmid”,足以在依赖重组酶的情况下整合至宿主基因组中;同时,环化通过使3′端和5′端序列彼此邻近,增强了Starship编码的酪氨酸重组酶的表达。这种依赖拓扑结构的调控方式与细菌整合元件相类似,在后者中,元件切除会激活重组机制。利用这一环状中间体,我们探索了将starmid作为瞬时DNA递送平台的可行性,从而在宛氏拟青霉(*Paecilomyces variotii*)中实现CRISPR-Cas9介导的基因组编辑,并在随后清除该构建体。综上,我们的研究揭示了Starship移动的生物学机制,并表明这些元件具有前景广阔的生物技术应用价值。

移动遗传元件推动着基因组进化和水平基因转移,然而,许多真核生物遗传元件实现移动的机制仍知之甚少。在此,我们表明,Starship(星舰)是一类近期在真菌中发现的巨型转座元件,其通过染色体外环状中间体实现移动。通过深度测序,我们检测到少量跨越假定连接位点的测序读段,这与环化相一致。我们证明,合成的环状中间体(或称“starmid”)足以介导依赖重组酶的整合,从而插入宿主基因组;同时,环化通过使3'端和5'端序列彼此邻接,增强了Starship编码的酪氨酸重组酶的表达。这种依赖拓扑结构的调控方式与细菌整合元件中的机制相似,在后者中,元件切除会激活重组机制。利用这一环状中间体,我们探索了将starmid作为瞬时DNA递送平台的可行性,并在Paecilomyces variotii中实现了CRISPR-Cas9介导的基因组编辑,随后还可清除该构建体。综上,我们的研究揭示了Starship移动的生物学机制,并表明这些元件具有颇具前景的生物技术应用价值。


📄 原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.21.753150v1?rss=1

🏷️ 星舰转座子 环状中间体 真菌基因组转移 酪氨酸重组酶 CRISPR-Cas9基因组编辑