近日，昆明医科大学生物医学工程研究院陈策实研究员团队和云南大学省部共建云南生物资源保护与利用国家重点实验室张亚平院士团队和在SCIENCE CHINA-Life Sciences发表了题为“A human-specific insertion promotes cell proliferation and migration by enhancing TBC1D8B expression”的研究论文，报道了人类特异性逆转录转座片段对宿主基因TBC1D8B的调控作用，并首次揭示TBC1D8B的原癌基因特性。
逆转录转座子通过“复制-粘贴”机制实现在基因组中的移动，逆转录转座子及其衍生序列占据人类基因组约42%的组成，深刻地影响了基因组的重组、基因的稳定性、基因组的表达调控和基因创新。了解人类特异性的反转录转座子插入有助于更好地理解人类进化。为此，我们在人类和黑猩猩之间进行了全基因组比较分析，发现在x连锁TBC1D8B基因(也称为FLJ20298)的内含子11上出现了一个人类特异性插入(长度为482 bp)。有趣的是，该插入片段表现出典型的反转录转座特征，推测是5号染色体上EBF1的6号内含子部分的逆转录产物，利用LINE反转录机制插入TBC1D8B基因。重要的是，该插入片段在现代和古人类(尼安德特人和丹尼索瓦人)的基因组中都被发现，但在黑猩猩的基因组中却没有。然而，人类特异性插入对宿主基因TBC1D8B的影响尚不清楚。通过人-黑猩猩-大猩猩-红毛猩猩全基因组比对，验证了前人发现的人类TBC1D8B基因上的特异性的逆转录转座事件。本研究明确了来自人类5号染色体EBF1基因6号内含子的446bp片段通过逆转录转座机制反向插入X染色体TBC1D8B基因11号内含子上，并将该片段命名为Insert-446。通过表达调控研究发现Insert-446通过与转录因子结合发挥增强子活性，提高宿主基因TBC1D8B高表达，进而促进细胞增殖、细胞迁移、DNA合成、细胞周期转换等，为人类特异性插入与宿主基因的关系提供了新的案例。
图1. Insert-446的增强子活性研究。A：双荧光素酶活性实验；B：Insert-446转录因子预测；C：ChIP-qPCR；D：转录因子对TBC1D8B表达的影响；E：CRISPR/Cas9敲除Insert-446；Insert-446敲除后TBC1D8B表达检测（F）、细胞迁移（G）、DNA合成（H）研究。
此外，研究团队发现TBC1D8B基因在多个物种间保守，作为经典的TBC/RabGAP蛋白，其活性依赖于TBC结构域的精氨酸指（538R）和谷氨酰胺指（573Q）。通过操控其内源性及外源性表达，TBC1D8B基因过表达促进细胞增殖、细胞迁移、DNA合成、细胞周期转换、体内成瘤等，在多种癌症中高表达且与不良预后相关，首次提出TBC1D8B基因的原癌活性，拓展了对TBC蛋白家族的研究，也提供了一个由调控元件介导的物种相关癌症易感性的案例研究。
图2.TBC1D8B促增殖表型依赖于双指活性。A：SRB增殖实验；B：流式细胞实验；C：划痕愈合实验；D、E：裸鼠致瘤实验。
云南大学赵卉研究员、昆明医科大学刘林林博士和云南省肿瘤医院孙健博士后、云南大学博士研究生金莲、中国科学院昆明动物研究所谢海兵研究员为论文的共同第一作者，张亚平院士和昆明医科大学陈策实研究员为该论文的共同通讯作者。本研究得到国家自然科学基金委、国家重点研发计划、云南省重点研发计划、春城计划、云南省基础研究计划、中国科学院昆明动物研究所遗传资源与进化国家重点实验室开放项目、云南大学新一轮“双一流”建设项目的资助。
