水平基因转移是远进化距离的基因转移及融合事件，在生物进化过程中频繁发生，对原核及真核生物的进化做出了重大贡献，是成功的天然生物工程改造实例，相关研究及创新机制的发现有助于推动合成生物学的理论创新及使能技术开发。前期研究表明，许多真核生物基因水平转移至细菌等原核生物后赋予受体显著的进化优势，并使水平转移基因得以保留并在后续的进化过程中与全新的表达及代谢网络协调互作、高效融合。但这些真核生物基因如何突破表达系统不兼容性障碍并被快速激活，目前仍不清楚，尤其是被认为最大表达障碍的真核生物基因普遍存在的内含子结构。

中国科学院天津工业生物技术研究所李志超研究员带领的基因组转移与底盘细胞工程研究组利用实验进化策略对该激活机制进行了探索性研究。结果表明具有内含子的不同来源的真核生物基因水平转移至细菌受体后确实可以在几天内被快速激活功能，机制可以概括为“内含子终止密码子移除”及“内含子介导的翻译重新启动和蛋白互作”两种。这些激活机制在增加转移基因编码序列的多样性的同时，还可能介导类似“外显子洗牌”的结构功能衍生过程从而快速推动基因及蛋白质的进化，此类机制的发现对基因工程、蛋白质工程技术开发都具有重要的理论指导作用。

该研究工作得到国家重点研发计划、天津市合成生物技术创新能力提升行动和中央本级重大增减支项目的支持，相关研究发表在Nucleic acids research 期刊。中国科学院天津工业生物技术研究所博士后袁雯为该论文的第一作者，李志超研究员为通讯作者。

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细菌克服真核生物基因内含子障碍的机制示意图