科研团队揭示脊椎动物“再二倍化”演化机制

大多数脊椎动物体内有两套染色体，但历史上脊椎动物祖先曾经历全基因组复制，形成有多套染色体的多倍体。科研团队最新研究发现，不对称染色体融合是启动“再二倍化”的关键“触发器”，为解析脊椎动物谱系多样化与适应性演化提供了新视角。相关研究成果于北京时间22日在国际学术期刊《自然》在线发表。

在脊椎动物演化历史上，全基因组复制事件曾多次发生。多倍体并非稳定状态，其基因组通常会逐步恢复为二倍体，这一过程被称为“再二倍化”。“再二倍化”使大量冗余基因发生功能分化或获得新功能，对驱动脊椎动物谱系多样化与适应性演化有重要意义。

由于缺乏合适的研究模型，“再二倍化”早期演化机制长期成谜。西南大学科研团队发现，来自青藏高原的裂腹鱼亚科鱼类为探索这一问题提供了研究窗口。“裂腹鱼类祖先在约3000万年前形成四倍体，这是目前已知的脊椎动物中最年轻的同源多倍体之一。”论文通讯作者、西南大学水产学院教授刘海平说。

团队长期以来深入青藏高原开展野外调研，通过高原鱼类繁育工作地构建了家系样本，组装了拉萨裸裂尻鱼的单倍型解析基因组，结合高分辨率细胞遗传学分析，首次在脊椎动物中完整刻画了“再二倍化”从起始到扩展的全过程。

研究发现，不对称染色体融合是启动“再二倍化”的关键“触发器”。论文通讯作者、西南大学生命科学学院教授徐洛浩介绍，在裂腹鱼基因组中，这种融合事件打破了四倍体状态下的“四体遗传”模式，推动染色体向“二体遗传”转变。这一发现，有望为理解脊椎动物“再二倍化”提供统一的理论框架。

该研究由西南大学科研团队与德国科学院院士阿克塞尔·迈尔合作完成。论文评审专家认为，该研究是当前围绕理解脊椎动物全基因组复制后早期“再二倍化”机制最突出的成果之一。（周思宇、陈诚）