研究人員了解蒼蠅染色體進化

NC州立大學的研究人員揭示染色體的進化動態(tài)通過識別基因的男性生存不可或缺的一場毀滅性的牲畜害蟲物種。他們的發(fā)現(xiàn)可能對遺傳害蟲防治具有重要意義。

在6月7日在《當代生物學》雜志上發(fā)表的一篇論文,昆蟲學家馬克斯·斯科特和他的同事發(fā)現(xiàn)輪廓最近DNA測序和生物信息學研究澳大利亞綿羊的綠頭蒼蠅的X染色體。這項研究支持早期假設第四其一果蠅果蠅的染色體是源自一個古老的性別決定X染色體。

斯科特的團隊發(fā)現(xiàn),59歲基因X染色體的綠頭蒼蠅Lucilia cuprina,49個鏡子的果蠅第四條染色體。研究人員還發(fā)現(xiàn),大多數(shù)是通過控制調(diào)節(jié)這些基因劑量補償機制,而平等的基因表達男性和女性之間的物種。

男性只有一個X染色體,而女性有兩個。不同的動物有不同的處理方式,遺傳不平衡。例如,在人類女性的一個X染色體在所有細胞滅活。但在果蠅中,幾乎每一個男性的X染色體上基因RNA輸出其女性的兩倍。

因為科學家知道rna結合蛋白被稱為“第四,繪畫”或POF,是調(diào)節(jié)基因表達的關鍵在果蠅的第四個染色體,斯科特和他的團隊認為可能需要POF-like蛋白質(zhì)的正常水平Lucilia X染色體上的基因的活動。

當研究人員用CRISPR / Cas9基因編輯系統(tǒng)在Lucilia POF-related基因敲除,他們發(fā)現(xiàn)雄性成年前死亡。在斯科特的澳大利亞遺產(chǎn)點頭,研究人員所說的基因“沒有阻礙或創(chuàng)新。雌性NBL的報廢基因是完全可行的和肥沃。

男性突變可能沒有活過蛹的階段,因為他們再也不能雙x連鎖基因的輸出,馬克斯說。

“我們認為這是一個古老的染色體劑量補償系統(tǒng)的一部分在飛,”斯科特說。“我們不能肯定地說,但我們的數(shù)據(jù)的一種解釋。NBL數(shù)據(jù)的另一種解釋是沒有參與劑量補償,但它需要正常基因表達在兩性的X染色體。因為他們只有一個X,雄性NBL的損失更敏感。”

這項研究不僅增加了理解染色體進化,它還可以通知研究旨在開發(fā)新基因害蟲控制系統(tǒng)。

斯科特說,如果進一步的研究證實,NBL的損失沒有影響女性健康,NBL Cas9-based基因驅(qū)動定位在女性生殖系可以是一個有效的方法控制澳大利亞羊綠頭蒼蠅等相關牲畜害蟲新世界蒼蠅的幼蟲和果蠅,如地中海果蠅。這些害蟲每年造成數(shù)百萬美元的農(nóng)業(yè)損失。

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