「基因投機客」Introners，如何形塑生命演化複雜性
細胞 DNA 並非所有都有明顯功能，或為維持生命正常運作存在。有些片段就像「搭便車」投機客，不為生物個體帶來明顯益處，卻「自私地」悄悄繁衍。最近美國加州大學廣泛分析「introners」DNA 片段，揭示不僅基因自我複製，還可跨越物種傳播。論文刊登於《美國國家科學院院刊》（PNAS），為理解基因體演化與複雜性的起源提供全新視角。
介紹 introners 前，先複習 intron（內含子）概念。Intron 是基因中不參與蛋白質編碼的 DNA 片段，製造蛋白質前，mRNA 的 intron 會剪接去除（splice out），只留下 exon（外顯子）編碼以合成蛋白質。
Intron 讓基因表現更有彈性，如透過「選擇性剪接」（alternative splicing）機制，單一基因可產生多種功能蛋白質。這是多細胞生物能發展出複雜構造的原因之一，但也伴隨風險，若剪接出錯，可能導致疾病。然而 intron 演化起源為何？至今仍未有定論。
Introners 是什麼？
為了釐清 intron 從何而來，團隊焦點放在 introners 的 DNA 元件。Introners 是「跳躍基因」（transposable element），能在基因體內轉移插隊，甚至自行複製。更特別的是，它們攜帶 intron 片段，也就是說 intron 可能源自 introners！
更有趣的是，introners 本身攜帶的 intron 序列，不僅能成功插入宿主基因組，還能被細胞剪接機制辨識並正確剪接，就像原就屬於基因的 intron。這意味 introners 可能直接參與新 intron 形成。
Introners 物種分布廣泛
團隊分析了來自 8,716 個物種的基因體資料，涵蓋單細胞原生生物到海膽、藻類、真菌等。他們總共辨識出多達 1,093 個 introners 家族，顯示其分布之廣泛，影響深遠。研究團隊還證明 introners 曾經跨越物種藩籬，完成「水平基因轉移」。這是人類首次實證發現攜帶 intron 的 DNA 元素，能在物種間跳躍，促進新的 intron 之產生。
引人注目例證之一是，introners 曾從海綿轉移至甲藻 （dinoflagellate）。這次轉移大約發生在 4,000 萬年前，科學家推測可能是透過「巨型病毒」的幫助完成的。這種「寄生客利用寄生病毒」完成跨物種跳躍，可謂基因界的無間道。此研究資深科學家，羅素‧柯貝特─迪蒂格（Russ Corbett-Detig）教授指出：「introners 並不是為了幫助生物生存演化的 DNA 片段，而是靠著『搭便車與插隊』留下來的『投機分子 DNA 』。」
這項研究顛覆了我們對基因體演化的認知，指出基因複雜性不只是自然選擇的結果，也可能來自 introners──這些跳躍、複製、甚至能跨物種傳播的「DNA 投機客」。它們恣意插入 intron 的過程，可能意外豐富基因調控與多樣性，也讓我們意識到：演化，從來不是單行道。
（首圖來源：Unsplash）