科學(xué)家對無性細(xì)小的蠕蟲進(jìn)行了測序其細(xì)胞系延伸了1800萬年

一個科學(xué)家小組第一次對一種小型蠕蟲進(jìn)行了測序，這種小型蠕蟲屬于大約1800萬年前發(fā)源的一群無性物種 - 使其成為已知的無性動物最古老的生活譜系之一。這項工作揭示了它是如何逃脫通常由不參與性行為的生物所遇到的進(jìn)化死路。“科學(xué)家一直試圖了解一些動物如何在沒有性生活的情況下存活數(shù)百萬年，因為在動物界這種嚴(yán)格的長期禁欲是非常罕見的，”紐約大學(xué)生物學(xué)教授大衛(wèi)·菲奇解釋說，其中一位合著者研究。“這種現(xiàn)象在理解進(jìn)化遺傳學(xué)方面是一個重要的現(xiàn)象，因為它違背了廣泛接受的觀點，即有性繁殖需要消除有害突變和適應(yīng)不斷變化的環(huán)境。”

“例如，在短期內(nèi)，繼承父母雙基因的拷貝通?？梢蕴峁┝己玫谋ｋU，以防止可能破壞其中一個基因拷貝功能的突變 - 這一過程稱為互補(bǔ)，”惠譽(yù)繼續(xù)說道。“從長遠(yuǎn)來看，通過性交產(chǎn)生后代可以隨著時間的推移適應(yīng)不斷變化的條件，因為它通過遺傳改組或重組產(chǎn)生變異。但是，由于這種改組不會在無性物種中發(fā)生，它們往往會迅速滅絕。所以，生物學(xué)一直是個謎，一些無性動物如何在這么多代人中幸存下來。“由紐約大學(xué)基因組學(xué)與系統(tǒng)生物學(xué)中心和杜克大學(xué)基因組與計算生物學(xué)中心的研究人員進(jìn)行的研究發(fā)表在“ 當(dāng)代生物學(xué) ”雜志上。

新測序的蟲蟲Diploscapter pachys是一種微小，透明，自由生活的蛔蟲，與秀麗隱桿線蟲(Caenorhabditis elegans)密切相關(guān)，這是一種常用于生物醫(yī)學(xué)研究的生物體。然而，與C. elegans不同，D。pachys是無性的。在做出這一決定時，科學(xué)家們利用DNA得出了一個家譜，揭示了D. pachys屬于一群獨(dú)生的無性物種，起源于大約1800萬年前。

在仔細(xì)研究D. pachys如何繁殖后，研究小組發(fā)現(xiàn)，與許多其他無性生物一樣，生殖細(xì)胞 - 精子或卵子的過程 - 已被修改以防止重組，或由有性生殖引起的重新洗滌。“基本上，這些動物正在克隆自己，”惠譽(yù)解釋道。此外，當(dāng)研究人員研究其染色體時，他們發(fā)現(xiàn)更令人驚訝的事情：只有一對染色體。

科學(xué)家們說，像秀麗隱桿線蟲這樣的近親有5-7條染色體，但在高等生物體中，單一染色體對很少見，只有兩種其他動物物種已知這種情況：螞蟻和寄生蛔蟲。研究人員決定對D. pachys的基因組進(jìn)行測序，以測試單個染色體的結(jié)構(gòu)，無論是通過丟失還是通過融合多個祖先染色體。

他們的研究結(jié)果表明，D。pachys將其祖先的六條染色體融合到一條染色體中，并跳過減數(shù)分裂的第一個分裂，其中基因重組，使其后代保持父母的高遺傳多樣性。“因此，它的長壽之謎似乎在很大程度上得到了解決：D。pachys通過維持遺傳變異，以及與之互補(bǔ)，克服了無性繁殖的弊端，”惠譽(yù)解釋道。“具有諷刺意味的是，這是通過確?；蚩截愔g沒有重組來實現(xiàn)的。如果有的話，基因拷貝之間的差異可能會丟失。事實上，D。pachys已經(jīng)擺脫了制造這些基因拷貝所需的幾個基因。存在于有機(jī)體中的重組機(jī)制。“

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