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生病果蝇后代更“多样”:感染驱动遗传重组增加适应性

2015-08-18 15:24 Nadia Singh团队 科学(Science) 阅读 0
核心摘要: 美国北卡罗来纳州立大学的研究发现,被细菌感染的雌性果蝇产下的后代比健康果蝇的后代具有更高的遗传多样性。这种效应源于卵细胞形成过程中染色体重组事件的增加,为生物在恶劣环境下通过增加遗传变异来适应环境提供了新证据。研究发表于《科学》杂志,揭示了病原体感染如何驱动进化过程中的遗传多样性。

生病果蝇后代更“多样”:感染驱动遗传重组增加适应性

研究人员日前发现,生病的雌性果蝇产下的后代要比健康果蝇的后代更加具有遗传多样性。这一发现为进化生物学中一个长期存在的假说提供了新的实验证据:在恶劣环境(如高温、食物匮乏或病原体感染)下,生物体倾向于产生遗传多样性更高的后代,以增加至少部分后代在威胁中生存的机会。

这项研究由美国北卡罗来纳州立大学的生物学家Nadia Singh领导,相关成果发表于《科学》杂志。研究团队在允许雌性果蝇交配前,刻意用多种细菌感染它们。结果发现,受感染果蝇的后代更有可能经历遗传重组事件——在卵细胞形成过程中,染色体之间的基因片段发生交换和重新组合,从而产生更丰富的遗传变异。值得注意的是,这种效应仅在雌性果蝇的卵细胞中观察到,而在雄性果蝇的精子形成过程中并未出现。

Singh表示,目前尚不清楚为何受感染果蝇的后代拥有更多重组DNA。由于这种效应出现在感染前就已存在于母体中的卵细胞发育而来的后代里,因此并非简单的感染直接驱动了重组率的增加。一种可能的解释是:感染后,那些恰好经历了较大规模重组的卵细胞更有可能发育成可存活的胚胎,从而被选择性地保留下来。研究团队计划通过后续实验进一步验证这一机制。

英国巴斯大学的进化生物学家Nick Priest评论称:“这项研究朝着理解进化过程迈出了一大步,它揭示了环境压力如何通过影响遗传重组来塑造种群的适应潜力。”该发现不仅深化了我们对遗传多样性来源的认识,也可能对理解病原体与宿主之间的协同进化具有重要意义。

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