果蠅基因組進(jìn)化研究獲進(jìn)展
日期：2012-04-16 09:02:26
性染色體和B染色體（相對于正常染色體而言不遵循孟德爾遺傳分裂規(guī)律的染色體）的演化一直是經(jīng)典遺傳學(xué)長期未曾研究透徹的重要問題。有意思的是，在一種叫做銀額果蠅（Drosophila albomicans）的果蠅物種，新近演化出了非常年輕的性染色體和B染色體，使其成為研究兩者的絕佳材料。
該果蠅僅有3對染色體，其古老的性染色體和一對常染色體發(fā)生融合，使得該對常染色體和性別連鎖，相互之間無法重組，成為擁有和古老性染色體同樣遺傳模式的“新性染色體”(neo-sex chromosome)。另外，90年代初期王文研究員等人對該果蠅的B染色體研究發(fā)現(xiàn)，特定數(shù)目的B染色體將對銀額果蠅的后代產(chǎn)生顯著影響，直接質(zhì)疑了一直以來B染色體完全只是“自私遺傳因子”，沒有任何功能的傳統(tǒng)觀點(diǎn)。而這兩種系統(tǒng)的起源時(shí)間僅僅是12萬年。
最近，中國科學(xué)院昆明動(dòng)物研究所已畢業(yè)博士研究生周琦和趙莉在王文研究員指導(dǎo)下，通過和深圳華大基因研究院和美國加州伯克利大學(xué)的合作，對該果蠅進(jìn)行了全基因組測定。他們運(yùn)用新一代Illumina測序技術(shù)，快速完成了該果蠅基因組的從頭組裝，使它成為世界上第一個(gè)完全應(yīng)用新技術(shù)測序組裝的果蠅基因組。
對基因組的細(xì)致研究發(fā)現(xiàn)，盡管新性染色體的起源時(shí)間及其晚近，但僅在12萬年內(nèi)，該染色體對相互之間已經(jīng)積累了大量序列差異。其中和Y染色體融合的新Y染色體(neo-Y chromosome)由于不能重組，已經(jīng)開始像所有的古老性染色體一樣開始逐漸退化：大約有80個(gè)基因左右已經(jīng)完全失去功能，有三分之一的基因表達(dá)開始紊亂（另見該物種的另一篇研究論文），積累了額外的基因重排。而它的B染色體的組裝序列，同時(shí)比對到了古老的性染色體和neo-sex染色體上，提示B染色體的起源有可能是在兩正常染色體發(fā)生融合的過程中丟失的染色體片段產(chǎn)生的。研究人員同時(shí)還在B染色體的序列上發(fā)現(xiàn)了一個(gè)有轉(zhuǎn)錄證據(jù)的基因片段，提示B染色體上有可能有功能序列。
該研究工作在國際基因組學(xué)刊物《BMC基因組學(xué)》（BMC Genomics）上發(fā)表以后，很快受到同行關(guān)注，成為“highly access”和“editors pick”文章。
