水平基因轉(zhuǎn)移是遠(yuǎn)進(jìn)化距離的基因轉(zhuǎn)移及融合事件。水平基因轉(zhuǎn)移在生物進(jìn)化過程中頻繁發(fā)生，對(duì)原核及真核生物的進(jìn)化做出貢獻(xiàn)，是成功的天然生物工程改造實(shí)例。相關(guān)研究及創(chuàng)新機(jī)制的發(fā)現(xiàn)將推動(dòng)合成生物學(xué)的理論創(chuàng)新和技術(shù)開發(fā)。前期研究表明，較多真核生物基因水平轉(zhuǎn)移至細(xì)菌等原核生物后，賦予受體顯著的進(jìn)化優(yōu)勢，使水平轉(zhuǎn)移基因得以保留并在后續(xù)的進(jìn)化過程中與全新的表達(dá)及代謝網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)互作、高效融合。然而，這些真核生物基因如何突破表達(dá)系統(tǒng)不兼容性障礙尚不完全清楚。中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所研究員李志超帶領(lǐng)的基因組轉(zhuǎn)移與底盤細(xì)胞工程研究組，利用實(shí)驗(yàn)進(jìn)化策略對(duì)上述激活機(jī)制開展了探索性研究。結(jié)果表明，具有內(nèi)含子的不同來源的真核生物基因水平轉(zhuǎn)移至細(xì)菌受體后，確實(shí)可以在幾天內(nèi)被快速激活功能。這一機(jī)制可以概括為內(nèi)含子終止密碼子移除以及內(nèi)含子介導(dǎo)的翻譯重新啟動(dòng)和蛋白互作。這些激活機(jī)制在增加轉(zhuǎn)移基因編碼序列多樣性的同時(shí)，還可能介導(dǎo)類似“外顯子洗牌”的結(jié)構(gòu)功能衍生過程，從而快速推動(dòng)基因及蛋白質(zhì)的進(jìn)化。該類機(jī)制對(duì)基因工程、蛋白質(zhì)工程技術(shù)開發(fā)具有理論指導(dǎo)作用。相關(guān)研究發(fā)表在《核酸研究》（Nucleic acids research）上。研究工作得到國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、天津市合成生物技術(shù)創(chuàng)新能力提升行動(dòng)等的支持。論文鏈接