近日，生命科学学院陈兵/杜会龙团队发现转座子介导的基因组演化与低氧适应机制，该成果Transposable Element–Driven PIEZO Mutation Enhances Locust Flight in Plateau Hypoxia以河北大学为第一单位发表在于综合性刊物《Advanced Science》。
转座子（Transposable element，俗称跳跃基因）是基因组的主要组成部分，但由于其数量庞大、成员多样、动态复杂，解析其进化规律和功能意义一直是进化与功能基因组学领域研究的重大挑战。河北大学陈兵团队联合杜会龙团队从比较基因组学、群体演化、功能验证层层拆解，成功打通了“物种宏观演化”和“种群微观适应”的统一逻辑，提供了转座子进化意义研究的新范式，同时发现一类转座子介导触觉感知基因PIEZO结构突变，重塑代谢通路，让高原飞蝗拥有低氧飞行超能力。
该研究首先创新了进化结论，发现转座子串联宏观演化与种群适应。宏演化尺度上，PiggyBac等5类转座子在飞蝗祖先基因组爆发，导致基因组扩张，塑造了物种特有遗传背景。微演化尺度上，这五类转座子在种群间产生插入多态，在高原环境筛选下固定有利突变；统计显示55.68%适应性转座子来自上述5个超家族，这样，转座子介导的宏、微进化扩张趋势完全统一。
该研究取得核心突破，即揭示PiggyBac转座子改造PIEZO，解锁缺氧飞行天赋。一段PiggyBac转座子特异性插入高原飞蝗PIEZO基因，插入突变导致了可变剪接，PIEZO表达量下调，大幅提升飞蝗在缺氧环境下的飞行和呼吸能力。
该研究首次在昆虫高原适应模型中统一转座子的宏进化与微进化规律，为“跳跃基因驱动适应性演化”提供完整多组学+功能证据，为昆虫、脊椎动物高海拔适应研究提供新思路。
该项目得到国家自然科学基金、河北大学学科经费支持。
原文链接： 2026. 20: e76705. doi: 10.1002/advs.76705.
（生命科学学院 、科学与技术创新研究院 供稿）
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