西亞試劑：繆煒等揭示四膜蟲(chóng)交配型決定分子機(jī)制

，《PLoS Biology》以封面文章發(fā)表了題為“Selecting One of Several Mating Types through Gene Segment Joining and Deletion in Tetrahymena thermophila”的研究論文（http：//www.plosbiology.org/），該研究成果由中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所原生動(dòng)物功能基因組學(xué)學(xué)科組繆煒研究員等人與美國(guó)加州大學(xué)圣巴巴拉分校Orias教授實(shí)驗(yàn)室合作完成。

單細(xì)胞真核生物通常是通過(guò)無(wú)性生殖方式進(jìn)行繁殖的，但其生活史中一般都存在有性生殖階段，以此來(lái)增加遺傳多樣性以適應(yīng)多變的環(huán)境。1937年，Sonneborn首先在草履蟲(chóng)(Paramecium Aurelia)中發(fā)現(xiàn)了形態(tài)上無(wú)法區(qū)分但能夠通過(guò)自我/非自我(self/non-self)識(shí)別方式進(jìn)行有性生殖的交配型系統(tǒng)，隨后該系統(tǒng)被證實(shí)廣泛存在于從細(xì)菌到單細(xì)胞真核生物的各種微生物類(lèi)群中。

嗜熱四膜蟲(chóng)(Tetrahymena thermophila)是一種優(yōu)良的單細(xì)胞真核模式生物。1953年，Nanney教授首次對(duì)嗜熱四膜蟲(chóng)交配型進(jìn)行了描述，鑒定出具有7種不同的交配型，這為后來(lái)利用嗜熱四膜蟲(chóng)的有性生殖建立成熟的基因操作技術(shù)并將其發(fā)展為模式生物奠定了重要基礎(chǔ)。1954至1960年間，Orias作為Nanney教授的博士生開(kāi)始了四膜蟲(chóng)交配型的研究。然而，半個(gè)多世紀(jì)過(guò)去了，關(guān)于嗜熱四膜蟲(chóng)交配型決定的分子基礎(chǔ)和機(jī)制問(wèn)題一直懸而未決，成為困擾四膜蟲(chóng)研究領(lǐng)域的一大難題。2011年，繆煒研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)不同交配型嗜熱四膜蟲(chóng)在饑餓早期的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，精確預(yù)測(cè)出了嗜熱四膜蟲(chóng)的交配型決定基因：一對(duì)“頭對(duì)頭”的基因?qū)Γ╝ pair of genes arranged head-to-head）。之后通過(guò)和Orias教授的深入合作，最終揭示了嗜熱四膜蟲(chóng)交配型決定的分子機(jī)制：包括所有交配型決定基因?qū)卧氖葻崴哪はx(chóng)小核，在有性生殖過(guò)程中，經(jīng)過(guò)一系列的程序化DNA重排（programed DNA rearrangements）發(fā)育成只含有一個(gè)交配型決定基因?qū)卧拇蠛恕?/p>

該研究成果，不僅揭示了纖毛類(lèi)原生動(dòng)物交配型決定的機(jī)制，還對(duì)于性別決定和起源進(jìn)化、細(xì)胞自我/非自我識(shí)別、腫瘤/癌癥發(fā)生相關(guān)的DNA重排機(jī)制的認(rèn)識(shí)具有重要價(jià)值

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