王文等果蠅基因組進化研究中獲進展
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(如圖),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*只是‘自私遺傳因子’,沒有任何功能的傳統(tǒng)觀點。而這兩種系統(tǒng)的起源時間僅僅是12萬年。
zui近,昆明動物所已畢業(yè)博士生周琦和趙莉,在王文研究員指導下,通過和深圳華大基因研究院和美國加州伯克利大學的合作,對該果蠅進行了全基因組的測定。他們運用新一代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*個*應用新技術(shù)測序組裝的果蠅基因組。對基因組的細致研究發(fā)現(xiàn),盡管新性染色體的起源時間及其晚近,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個基因左右已經(jīng)*失去功能,有三分之一的基因表達開始紊亂(另見該物種的另一篇研究成果 http:///current-biology/abstract/S0960-9822(12)00087-5),積累了額外的基因重排。而它的B染色體的組裝序列,同時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。他們同時還在B染色體的序列上發(fā)現(xiàn)了一個有轉(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。
該工作zui近在基因組學刊物BMC Genomics(IF 4.21)上發(fā)表以后,很快受到同行關(guān)注,兩星期內(nèi)即成為高度訪問“highly access”和雜志首頁編輯“editor's pick”。(生物谷)