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研究人员在果蝇(Drosophila testacea)中发现了一条 “自私” 的 X 染色体,它能在精子和卵子中扭曲遗传规律。
有些基因就是不按常理出牌。
研究人员在果蝇(Drosophila testacea)中发现了一条 “自私” 的 X 染色体,它能在精子和卵子中扭曲遗传规律。
“近 100 年来,研究人员已经知道雄性体内存在这些自私基因,它们已成为基因相互冲突的经典教科书案例,”但在此之前,我们只见过特定基因在雄性或雌性中‘作弊’,从未见过在两性中都‘作弊’的情况。”英属哥伦比亚大学(UBC)博士生、第一作者Graeme Keais说。
染色体以 DNA 的形式携带生物体的遗传信息,在细胞分裂和繁殖过程中,将遗传蓝图准确地从亲代复制到子代。
细胞通过一种称为减数分裂的过程分裂形成卵子和精子。通常情况下,这些细胞中的染色体有均等的机会传递给下一代。但有些染色体含有被称为减数分裂驱动因子的遗传元件,它们在减数分裂过程中打破遗传规则,以增加自己的存活几率。
由英属哥伦比亚大学和维多利亚大学的科学家领导的这项研究确定,广泛分布于古北区林地果蝇的 X 染色体会消除含 Y 染色体的精子,确保更多后代继承它。在雌性果蝇中,它会优先进入卵子。
“在雄性生殖细胞和卵母细胞这两种截然不同的环境中劫持减数分裂的能力是非同寻常的,” 维多利亚大学的生物学家、领导该研究团队的Steve Perlman博士说,“这凸显了自私遗传元件的显著多样性,对于遗传冲突如何塑造基因组结构有着深远的意义。”
这条特殊的自私 X 染色体在结构上不同寻常。它的行为类似于一个超基因,这意味着它包含一大块不再与其正常 X 染色体对应部分混合的 DNA。
结果,它的大小几乎扩展到典型 X 染色体的两倍,在此过程中积累了大量重复 DNA 片段。其中一些重复序列可能直接有助于它在雌性生殖过程中的 “作弊” 能力。
这些发现表明,基因组中的非混合区域,如超基因,可能与自私基因的进化存在未被充分认识的相互作用。
A selfish supergene causes meiotic drive through both sexes in Drosophila
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