北京基因組所合作發現自由生長細胞系演化過程中會發生染色體的重新配置

多細胞生物體通過不斷演化來保證生存和繁衍，其體內細胞合作形成有序的組織或器官實現生命的延續。培養自多細胞生物體的細胞系則不會形成有序的組織或器官，而是以一種自由生長的方式生存。近日，中國科學院北京基因組研究所吳仲義和呂雪梅研究組與中山大學合作，發現自由生長細胞系演化過程中會發生染色體的重新配置，研究成果以「Free-living human cells reconfigure their chromosomes in the evolution back to uni-cellularity」為題發表於 elife 雜誌上。

由適應性差異驅動的核型進化模型

多細胞生物體是由單細胞生命經過漫長的時間逐漸演化而來，細胞系則可以認為是多細胞生物體演化回單細胞的一種生命形態。哺乳動物組織中性染色體與常染色體基因表達劑量比 (EX/A) 範圍是 0.5~0.8，但在自由生長的細胞系中，EX/ A 範圍是 0.78~1.05，有了明顯的提高。那麼，自由生長的細胞系性染色體和常染色體劑量比是如何演化的呢？數量眾多的腫瘤細胞係為回答此問題提供了很好的材料。

研究發現，大多數情況下，雄性來源的細胞系丟失了 Y 染色體，雌性來源的細胞系丟失了失活的 X 染色體，細胞系細胞都趨向於「去性化」。科研人員進一步發現，有活性的 X 染色體會加倍，同時常染色體倍增為三倍型，使得 X 染色體拷貝數與常染色體拷貝數的比例從 1:2 變成了 2:3。數據還顯示，腫瘤細胞的適應性會隨著 X 染色體拷貝數與常染色拷貝數的比例變化而變化。據此科研人員構建出染色體核型演化模型，在理論上證實，當 X 染色體拷貝數與常染色體拷貝數比例為 2:3 時，細胞的適應性最高。

該研究揭示了自由生長的細胞系在進化的過程中性染色體與常染色體基因表達劑量比不斷增加，朝著 2:3 的方向演化，暗示哺乳動物中 EX/ A 的演化也還在不斷進行，對於研究哺乳動物性染色體的進化過程及腫瘤治療具有一定的借鑒和指導意義。

該研究獲得了國家重點基礎研究計劃，中國科學院戰略性先導科技專項，國家自然基金委等項目和動物進化與遺傳前沿交叉卓越中心的支持。

來源;中國科學院北京基因組研究所

Cell：細胞治療領域觀察者

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