染色體計數解開了有關繁殖的百年謎題

編譯：王愛玲 北京市農林科學院農業信息與經濟研究所

在自然界中，計數至關重要。大多數動物、植物甚至單細胞生物體都需要通過染色體計數來保障生存和繁衍。能夠計算特定細胞或生物體中遺傳物質的數量是確保每個細胞在每次細胞分裂後獲得相同補體基因的主要因素。在植物體中，阻礙染色體數量不平衡的個體進行繁殖的機制被稱為「三倍體障礙」。日前，冷泉港實驗室（CSHL）的一個遺傳學研究團隊揭示了植物計算自身染色體的非凡機制，從而解開了這一百年謎題。

該研究源於這樣一種認知：即染色體上覆蓋著通常被稱為跳躍基因（或稱轉座子）的轉位因子（TEs），那麼細胞是否有可能通過檢測並計算轉座子從而計數染色體呢？研究人員認為有一種方法可能與小RNA分子有關。細胞產生小RNA分子以防止具有潛在致突變性的轉座子變得活躍。

研究團隊發現了一種僅見於開花植物花粉中的特殊的小RNA分子（miR845）。在《自然-遺傳學》雜誌報道的一系列實驗中，研究小組揭示了miR845尋找並靶向植物基因組中的大多數轉座子，從而啟動合成被稱為easiRNAs（表觀活化的小干擾RNAs）的次級小RNAs。

花粉粒所具有的染色體越多，轉座子就越多，因此其精子中積累的easiRNAs就越多。當精子與正在發育的種子中的雌配子（卵）結合時，就會產生一種計數。如果染色體和easiRNAs的「劑量」遠遠不平衡，就會觸發三倍體障礙，導致種子死亡。

研究小組提出了這種障礙的機制，即easiRNAs能夠使母系和父系被稱為印記基因的關鍵基因沉默，從而導致新的種子不育。這一發現豐富了有關染色體調控的基本生物學認知，可能會成為植物育種者的福音，即如何想辦法避開三倍體障礙，進而對生殖隔離的植物進行雜交。（來源：Eurekalert北京市農林科學院農業信息與經濟研究所報道）

本文系獨家編譯報道，轉載請註明出處。

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