编辑推荐:
减数分裂驱动(Meiotic drive)是自私遗传元件在减数分裂或配子形成时偏向自身传递的现象。此前减数分裂驱动仅在单性中被观察到。研究人员开展关于果蝇 X 染色体减数分裂驱动的研究,发现果蝇(Drosophila testacea)的一条自私 X 染色体在雌雄两性中均能引发减数分裂驱动,这对理解基因组进化意义重大。
减数分裂(Meiosis)是细胞分裂形成卵子和精子的过程。通常情况下,染色体有同等机会传递给这些细胞,但 “自私” 的遗传元件能够操控减数分裂,使其更利于自身的传递。到目前为止,自私元件已被证实会利用减数分裂,但仅在某一性别中,并非两性。在这里,研究发现果蝇(
Drosophila testacea)的 X 染色体能够同时操控雄性和雌性的减数分裂。这条 X 染色体的大小已扩展至野生型的两倍,并且积累了结构重排。由于自私行为会影响染色体在种群中的传播方式,该研究揭示了大型、结构独特的染色体是如何进化的,这对基因组进化有着重要意义。
减数分裂驱动(Meiotic drivers)是在减数分裂或配子形成过程中使自身传递产生偏差的自私遗传元件。由于动植物中雄性和雌性减数分裂存在根本差异,减数分裂驱动在两性中通过不同机制发挥作用:在雌性中,它们利用减数分裂的不对称性确保自身被纳入卵子;而在雄性中,它们在对称的减数分裂后清除竞争配子。减数分裂驱动在雄性中较为常见,对精子发生(spermatogenesis)的进化产生重大影响,而在雌性中已知的少数案例则凸显了其在着丝粒进化中的关键作用。尽管在众多生物中相关案例不断增加,但自近 100 年前发现减数分裂驱动以来,它仅在某一性别中被观察到。在此,研究表明,已知能在雄性果蝇(Drosophila testacea)中引发减数分裂驱动的一条自私 X 染色体,在雌性中同样能引发减数分裂驱动。研究发现,这条 X 染色体具有超基因(supergene)结构,存在大量抑制两条 X 染色体之间重组的结构重排。与野生型染色体相比,这导致了其大小显著增加,部分原因是物种特异性重复元件的积累。研究结果表明,雌性减数分裂驱动可能在抑制重组的多态性结构变异(包括倒位、易位和超基因)的进化动态中发挥重要作用。