最新研究:单细胞生物拥有最奇特的基因组

来源: 新浪科技 日期:2021-06-24

  目前,科学家最新研究显示,一种名为鞭毛藻虫的单细胞生物可能拥有地球上最奇特的基因组。如果生命以细胞生物来定义划分,可将(微)细菌域、古菌域和真核生物域共同构成生物三域系统,真核生物将自己的DNA携带在细胞核内,在细胞核内它们将遗传物质打包成染色体的紧凑结构。

  依据4月29日发表在《自然遗传学》杂志上一项最新研究,鞭毛藻虫是真核生物,但与人类X染色体不同,鞭毛藻的染色体组组装在一个笔直的杆状结构。

  基因沿着这些杆状结构排成“块”,相邻“块”呈相反方向,基因块的方向决定了细胞可以从哪个方向读取包含在每个基因中的遗传指令。研究小组总结称,这种不同寻常的交替结构既影响了染色体的整体形状,也可能调节了特定基因的获取方式和时间。

  研究报告合著作者、沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学功能遗传学家曼纽尔·阿兰达称,鞭毛藻虫并不符合我们对真核生物的所有认知,例如:它们的染色体结构、它们的基因组结构,它们如何调节转录。目前通过对鞭毛藻虫基因组分析的最新研究,可揭晓其DNA信息复制和发送至细胞的过程。

  他们专门研究了一种与珊瑚共生的浮游生物——Symbiodinium microadriaticum,这种浮游鞭毛藻虫含有94个杆状染色体,研究结果显示,每个杆状结构中的基因很可能聚集在其他具有相似功能或者与相同分子途径相互作用的基因附近。

  此外,研究小组发现成对相邻块状基因更倾向于相互作用,而距离较远的块状基因则很少相互作用。4月29日,美国斯坦福大学研究人员在《自然-遗传学》杂志上表达一项类似的研究报告,声称另一种鞭毛藻虫——Breviolum minutum,也存在类似的特征。

  阿兰达和研究小组发现,虽然相邻的两个块状基因在转录过程中“解开”,允许获得它们的遗传物质,但对外部其他块状基因却保持隔离。未参与这项研究的美国康涅狄格大学浮游植物生态学家林森杰(音译)称,这项发现暗示基因之间存在某种屏障,同时这种屏障对于组织染色体非常重要,同时可能对调控基因表达具有重大意义。

  通常情况下,其他真核生物依赖组蛋白(像线轴一样的蛋白质,DNA可以像线绳缠绕其周围)在转录过程中缠绕和解开。但是鞭毛藻虫仅产生较少的组蛋白,依据最新研究,它们可能会使用这些神秘的屏障来维持它们的染色体结构,并控制DNA转录过程。(叶倾城)

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