新華社天津(jin)９月１７日(ri)電（張建新、趙習鈞）天津(jin)大學(xue)合成(cheng)生物學(xue)元英進教授團隊(dui)首次將自主(zhu)設計合成(cheng)的５號釀(niang)酒(jiu)酵母(mu)環形染色體進行(xing)基(ji)因組重排，為探索環形染色體結構(gou)變異(yi)和功能提供了新的研究(jiu)思路和模型。１７日(ri)，在最新一(yi)期(qi)上線的國際學(xue)術期(qi)刊(kan)《自然·通(tong)訊》上刊(kan)載了這一(yi)名為《環形５號染色體基(ji)因組重排》的論文(wen)。

　　染色(se)體(ti)結(jie)(jie)構(gou)變(bian)異對生物性(xing)狀多樣性(xing)具有重要(yao)影響。常見的(de)(de)真(zhen)核生物染色(se)體(ti)一般都是成線(xian)性(xing)的(de)(de)棒(bang)狀結(jie)(jie)構(gou)，而人類的(de)(de)某些(xie)染色(se)體(ti)發(fa)生變(bian)異后(hou)會出現“成環(huan)”的(de)(de)現象。染色(se)體(ti)的(de)(de)環(huan)化與癌癥、癲癇、智力發(fa)育遲緩、白血(xue)病等(deng)多種疾病的(de)(de)發(fa)生密切(qie)相關。目前對環(huan)形染色(se)體(ti)結(jie)(jie)構(gou)變(bian)異及(ji)所產生表型的(de)(de)認知相對匱(kui)乏。

　　元英進教授團隊(dui)以此前人工合成(cheng)的(de)釀酒酵母環(huan)形５號染(ran)色體為(wei)研究對(dui)象(xiang)，利(li)用(yong)ＳＣＲａＭｂＬＥ基因組重(zhong)排(pai)系統(tong)對(dui)其進行基因組重(zhong)排(pai)，發現環(huan)形染(ran)色體不同于線性(xing)染(ran)色體的(de)多種結構(gou)性(xing)變化。

　　研(yan)(yan)究(jiu)人員(yuan)選擇(ze)了(le)抗癌活性化(hua)合物(wu)——紫色(se)桿(gan)菌(jun)素前(qian)體(ti)(ti)(ti)(ti)物(wu)作為目(mu)(mu)標性狀，通(tong)過(guo)多輪基因(yin)(yin)組重排來探(tan)究(jiu)染(ran)色(se)體(ti)(ti)(ti)(ti)結(jie)(jie)構(gou)變異對(dui)細胞功能(neng)的影響。研(yan)(yan)究(jiu)發現，環(huan)形(xing)染(ran)色(se)體(ti)(ti)(ti)(ti)基因(yin)(yin)組重排過(guo)程中會(hui)連續產(chan)生(sheng)復(fu)雜的基因(yin)(yin)組結(jie)(jie)構(gou)變異和表型優化(hua)。環(huan)形(xing)染(ran)色(se)體(ti)(ti)(ti)(ti)重排后，發現了(le)１、３、６、１２、１３和環(huan)形(xing)５號染(ran)色(se)體(ti)(ti)(ti)(ti)的數目(mu)(mu)加(jia)倍(bei)(bei)，形(xing)成染(ran)色(se)體(ti)(ti)(ti)(ti)非整(zheng)倍(bei)(bei)體(ti)(ti)(ti)(ti)酵母菌(jun)株。重排使染(ran)色(se)體(ti)(ti)(ti)(ti)自(zi)身(shen)產(chan)生(sheng)更多的非對(dui)稱性結(jie)(jie)構(gou)變異，包括ＤＮＡ片(pian)段的重復(fu)和片(pian)段插入；經(jing)過(guo)５次連續誘導重排后，所(suo)獲(huo)得環(huan)形(xing)染(ran)色(se)體(ti)(ti)(ti)(ti)的長度比(bi)原始染(ran)色(se)體(ti)(ti)(ti)(ti)增(zeng)加(jia)了(le)一倍(bei)(bei)以上(shang)。

　　環(huan)形染色體(ti)重排過程檢測到更多的(de)非天然新型(xing)結構(gou)變異。同時發現，未表征基(ji)因ＹＥＲ１８２Ｗ的(de)缺失與ＰＤＶ的(de)產量提(ti)升具(ju)有相(xiang)關(guan)性(xing)。

　　研究(jiu)表(biao)明，環形染色體在基因組(zu)重(zhong)排過程(cheng)中通過修改染色體數目(mu)和結構(gou)可以持(chi)續產生(sheng)染色體結構(gou)變異和細(xi)胞(bao)表(biao)型(xing)增強(qiang)，進而推動基因組(zu)的進化，為理(li)解ＤＮＡ基因型(xing)與生(sheng)物表(biao)型(xing)關系提供了有效的研究(jiu)模型(xing)。

　　該(gai)研究(jiu)獲得(de)了國家自(zi)然科學基金(jin)和國家重(zhong)點基礎研究(jiu)發展計劃等基金(jin)的大力支持。

【糾錯】

責任編輯： 王萌萌