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科学家对无性细小的蠕虫进行了测序-其细胞系延伸了1800万年

2019-05-27 09:24:08 • 来源：

一个科学家小组第一次对一种小型蠕虫进行了测序，这种小型蠕虫属于大约1800万年前发源的一群无性物种 - 使其成为已知的无性动物最古老的生活谱系之一。这项工作揭示了它是如何逃脱通常由不参与性行为的生物所遇到的进化死胡同。

科学家对无性细小的蠕虫进行了测序-其细胞系延伸了1800万年

“科学家一直试图了解一些动物如何在没有性生活的情况下存活数百万年，因为在动物世界中这种严格的长期禁欲是非常罕见的，”纽约大学生物学教授大卫·菲奇解释说，其中一位合着者的研究。“这种现象在理解进化遗传学方面是一个重要的现象，因为它与广泛接受的观点背道而驰，即有性繁殖需要消除有害突变和适应不断变化的环境。”

“例如，在短期内，继承父母双基因的拷贝通常可以提供良好的保险，以防止可能破坏其中一个基因拷贝功能的突变 - 一个称为互补的过程，”Fitch继续说道。“从长远来看，通过性交产生后代可以随着时间的推移适应不断变化的条件，因为它通过遗传改组或重组产生变异。但是，由于这种改组不会发生在无性物种中，它们往往会迅速灭绝。所以，生物学一直是个谜，一些无性动物如何在这么多代人中幸存下来。“

由纽约大学基因组学与系统生物学中心和杜克大学基因组与计算生物学中心的研究人员进行的这项研究发表在“当代生物学”杂志上。

新测序的蠕虫Diploscapter pachys是一种微小，透明，自由生活的蛔虫，与秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)密切相关，这是一种常用于生物医学研究的生物体。

然而，与秀丽隐杆线虫不同，D。pachys是无性的。

在做出这一决定时，科学家们利用DNA得出了一个家谱，揭示了D. pachys属于一群独生的无性物种，起源于大约1800万年前。

在仔细研究D. pachys如何繁殖后，研究小组发现，与许多其他无性生物一样，生殖细胞 - 精子或卵子的过程 - 已经过修改，以防止重组或由有性生殖引起的重新洗涤。

“基本上，这些动物正在克隆自己，”惠誉解释道。此外，当研究人员研究其染色体时，他们发现更令人惊讶的事情：只有一对染色体。

科学家们说，近亲，例如秀丽隐杆线虫，有5-7条染色体，但在高等生物体中，单一染色体对很少见，只有两种动物物种已知这种情况：蚂蚁和寄生蛔虫。

研究人员决定对D. pachys的基因组进行测序，以测试单个染色体的结构，无论是通过丢失还是通过融合多个祖先染色体。

他们的研究结果表明，D。pachys将其祖先的六条染色体融合到一条染色体中，并跳过减数分裂的第一个分裂，其中基因重组，使其后代保持父母的高遗传多样性。

“因此，它的长寿之谜似乎在很大程度上得到了解决：D。pachys通过维持遗传变异，以及与之互补，克服了无性繁殖的弊端，”惠誉解释道。“具有讽刺意味的是，这是通过确保基因拷贝之间没有重组来实现的。如果有的话，基因拷贝之间的差异可能会丢失。事实上，D。pachys已经摆脱了制造这些基因拷贝所需的几个基因。存在于有机体中的重组机制。“

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