据《科学家》报道,一种被称为单鞭毛的单细胞生物可能具有地球上最怪异的基因组之一。
生命可以分为三个主要领域:细菌,古细菌和Eukarya。后者将其DNA携带到细胞核内,在那里将遗传物质包装在称为染色体的紧凑结构中。
鞭毛藻是真核生物,但与一项在人类中发现的形成X形的染色体不同,鞭毛藻的染色体以笔直的杆状结构组装,这是一项新的研究,该研究于4月29日发表在《自然遗传学》杂志上。
基因沿着这些杆排列成“块”,每个块的方向都与其邻居相反。区块的方向决定了细胞可以“读取”每个基因中包含的遗传指令的方向。研究小组总结说,这种不寻常的,交替的结构不仅影响染色体的整体形状,而且还可能调节特定基因的获取方式和时间。
恐龙鞭毛虫“不符合我们对真核生物所知的一切,它们如何构造染色体,如何构造基因组,如何调节转录”,DNA中的信息被复制下来并发送到细胞中的过程,研究沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学的功能遗传学家曼努埃尔·阿兰达(Manuel Aranda)的合著者告诉《科学家》。
作者专门研究了鞭毛藻(Sinobiodinium microadriaticum),一种与珊瑚共生的浮游生物,发现该物种包含约94个杆状染色体。研究小组总结说,每个杆中的基因可能聚集在具有相似功能或与相同分子途径相互作用的其他基因附近。
此外,研究小组发现,成对的相邻街区往往会相互影响,而遥远的街区很少这样做。斯坦福大学研究人员的一项类似研究于4月29日发表在《自然遗传学》杂志上,该研究在相关的鞭毛小夜蛾Breviolum minutum中发现了类似的模式。
阿兰达和他的团队发现,虽然两个相邻的区块在转录过程中都“解冻”,允许他们获取其遗传物质,但该配对之外的区块仍然是刚性且不变的。该发现暗示在不同的区块对之间存在某种障碍,并且该障碍“必须在组织染色体中确实非常重要……[并且]在调节基因表达中可能很重要,”大学浮游植物生态学家林森杰没有参与这项研究的康涅狄格州的一位科学家告诉《科学家》。
据《科学家》报道,一般而言,其他真核生物依靠组蛋白(DNA像线一样缠绕在线轴上的线轴状蛋白质)在转录过程中进行缠绕和解旋。但是鞭毛鞭毛藻几乎不产生组蛋白,根据新的研究,它们可能会利用这些神秘的屏障来维持其染色体结构并控制转录。
有关鞭毛鞭毛藻基因组的许多问题仍有待回答。阅读《科学家》一书中有关它们的所有内容。