Cell子刊意外发现：一种新的非常年轻的染色体

　　

   

   

视频:科学家们在果蝇中发现了一条“额外”染色体的动态。现在有机会研究与人类癌症和不孕症有关的类似染色体

大多数染色体已经存在了数百万年。现在，来自Stowers医学研究所的研究人员已经揭示了果蝇中一种新的非常年轻的染色体的动态，这种染色体与人类中出现的染色体相似，并且与治疗抵抗性癌症和不孕症有关。这些发现可能有一天会导致开发出更有针对性的治疗方法来治疗这些疾病。

5月4日发表在《当代生物学》(Current Biology)杂志上的一项新研究揭示了这个不到20年前出现的小染色体是如何在实验室培养的单一果蝇——黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)中持续存在的，并且与人类的多余(额外)染色体有关。

斯托尔斯的研究员Scott Hawley博士说，“我觉得自己有点像一个天文学家，正在观察一颗恒星的诞生，”“我们正在观察染色体的诞生，并开始了解它的能力和局限性。”

Hawley实验室之前的研究首先发现了这些小的额外染色体，但对它们的形式、功能或细胞分裂过程中的动力学知之甚少。前霍利实验室博士后研究员Stacey Hanlon博士意识到，这一发现可能是研究新染色体如何产生的理想系统，这可能会导致更有效的癌症治疗和克服不孕症的方法。

人类的多余染色体是在癌细胞中发现的，它们经常干扰针对肿瘤的药物，使骨肉瘤等癌症难以治疗。此外，男性多余染色体的存在会破坏精子产生过程中正常的染色体分离，从而导致不育。

“能够理解多余染色体是如何产生的，以及它们的结构是什么，可能会揭示它们的脆弱性，这可能有助于开发潜在的治疗靶点。”

这些基因元素被称为B染色体——与标准的“A”组基本染色体相反。现在，研究人员在不到20年的时间里见证了染色体的诞生和进化。

像这样的新染色体是如何从无到有的?更重要的是，由于这些新生的B染色体不具有任何已知的果蝇功能的必要基因，它们是如何在基因组中持续存在的? 答案简而言之，就是通过欺骗。

Hanlon说：“我喜欢称这些B染色体为基因叛徒，它们不遵守规则。”

Hanlon发现果蝇的B染色体是由一种叫做“减数分裂驱动”的机制维持的，这种机制使它们能够反抗通常的遗传规则。B染色体在卵子形成的过程中进入下一代，以确保它们自己在下一代的一半以上的持久性。

“它们的遗传背景——即B染色体果蝇基因组成中的独特特征，支持它们优先传递给下一代，这为这些家伙赢得了进化时间来形成新的染色体，无论是获得一个重要的基因还是获得一些使它们能够更好地作弊的东西。”

重要的是，减数分裂驱动是一种强大的力量，可以塑造基因组的进化方式。这些发现源于Hawley实验室，并由Hanlon积极研究，可以用来理解保持减数分裂公平的机制，并确保像B染色体这样的作弊者不会成功。此外，Hanlon正在研究特定突变如何导致染色体断裂和新染色体形成，揭示了多余染色体如何产生并成为基因组必要组成部分的机制。

“我们一直在寻找阿喀琉斯之踵，以摆脱这类事情，如果我们能确定是什么促使了它们的形成，我们也许就能确定更有可能形成它们的个体，并采取更好的措施来寻找和处理它们。”

文章标题

B chromosomes reveal a female meiotic drive suppression system in Drosophila melanogaster