如果人類能夠復活我們的一位遠古祖先，我們就能比任何對塵封骨骸和人工製品的研究所揭示的更快地瞭解古人是如何生活的。我們的祖先甚至可能教會我們一些古老的技巧，這些技巧可以用來幫助今人。
這本質上是德國和匈牙利的研究人員在重塑Harbinger3_DR時所追求的目標，Harbinger3_DR是至少兩種現代人類基因的早已滅絕的先驅：他們想觀察它在活細胞內的運作。Harbinger3_DR不僅僅是任何DNA遺蹟，它還是一個古老的轉座子——一種所謂的跳躍基因，能夠將自身從生物體的基因組中切除，並重新插入到不同的位置。現代科學家非常希望掌握它的秘密，以便他們能夠更精確地控制用於基因治療的基因插入病人DNA鏈的位置。
在人類基因組中，原始Harbinger3_DR僅存遺蹟，但在其他生物體（包括斑馬魚）中，轉座子的變體依然活躍。這些研究表明，該基因傾向於定位於包含特定DNA序列的基因組區域。“我們選擇Harbinger3_DR的原因是其出乎意料的特定插入位點，” 柏林馬克斯·德爾布呂克分子醫學中心的Zoltán Ivics說道，他是這項實驗的負責人。“我們希望將這種[重生的]元件用於後續研究，以瞭解它是如何選擇這個特定靶位點的。”
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以斑馬魚基因為模板，Ivics的研究小組合成了Harbinger3_DR，使其具備在人類細胞中發揮作用的必要組成部分。大多數基因編碼對生物體有用的蛋白質，而轉座子是自私的寄生蟲，僅編碼足夠的機制來保持自身在基因組中移動。該機制通常包括一種酶，稱為轉座酶，它執行切割和貼上。Harbinger3_DR序列還編碼了一種神秘分子，研究人員稱之為Myb樣蛋白，因為它與另一種蛋白質相似。
科學家們將構建體匯入培養的人類細胞中，細胞開始製造轉座子編碼的蛋白質。Ivics和他的同事觀察到，Myb樣蛋白對於將轉座酶匯入細胞核以及將其募集到轉座子的末端至關重要，在那裡，酶首先從DNA鏈上切割基因，然後將其貼上到新的位置。在後續實驗中，Ivics希望更詳細地瞭解這兩種蛋白質如何控制基因的插入位點。“我們希望我們可能會發現DNA相互作用的某些方面，這些方面可以幫助我們指定或設計某些結構域來靶向基因，”他解釋說。
Ivics和其他研究人員希望推動轉座子作為更安全的治療基因遞送載體投入使用。目前，滅活病毒是將新基因永久插入患者DNA的唯一手段，但病毒相當隨機地整合到宿主基因組中。病毒插入關鍵基因已在幾位基因治療接受者中引發了致命的白血病。極少數情況下，病毒也可能重新獲得繁殖能力，帶來感染風險。
威斯康星大學麥迪遜分校的分子生物學家和生物安全專家Margy Lambert認為，控制轉座子以遞送基因治療的關鍵在於學習如何將它們靶向基因組的特定區域，遠離重要基因，並在它們到達所需位置後停用該元件的跳躍能力。Lambert表示，如果這些問題能夠得到解決，轉座子介導的基因遞送將代表“一項重大進步，因為它們具有靈活性，可以最大限度地發揮[病毒載體]的優勢，並最大限度地減少劣勢。”
幾位研究人員已經在致力於建立缺乏製造自身轉座酶能力的轉座子。這些變體可以被遞送到細胞中，僅需足夠的酶即可整合自身一次，然後保持不動。
Ivics曾在1997年復活了另一種古老的轉座子，他將其命名為“睡美人”（Sleeping Beauty）。去年，他展示了可以透過將“睡美人”導向特定靶序列來控制其插入位點。“即使這項技術尚未成熟到足以用於臨床，但概念驗證已經完成，”他說。研究Harbinger3_DR轉座子如何自然地靶向特定序列也可能揭示一些有用的新技術。
耶魯大學醫學院的遺傳學家田旭（Tian Xu）表示，轉座酶和Myb樣蛋白之間的合作“非常不尋常”，他在小鼠和人類細胞中使用一種不同的轉座子，稱為piggyBac。“這項非常重要的研究為了解轉座子的工作原理提供了新的思路。”
Ivics預計，他研究得更透徹的後代“睡美人”將在大約五年後準備就緒，首次亮相基因治療試驗。
注：本文最初以標題“古老基因，全新妙招”發表。
