重磅山东大学学术大爆发:在顶级期刊发表重要研究成果

时间:2019-08-07        

  虽然山东大学最近陷入“学伴事件”,带来了非常恶劣的影响,但是山东大学2019年以来在学术领域算是迎来了大爆发,发表了NEJM、Cell等一系列高水平的文章。

  近期山东大学张亮然,Wang ShunXing及哈佛大学Nancy Kleckner共同通讯在Cell发表题为“Per-Nucleus Crossover Covariation and Implications for Evolution”的研究论文,该论文确定了减数分裂重组的一个基本新特征:每核CO协变。 从三种哺乳动物,高等植物和真菌的文献中可以看出,这一特征在进化上是保守的。这些发现揭示了减数分裂过程的一个新特征,并提出了可能的适应性优势。交叉过程(Crossing over,CO)是有性生殖的一个几乎普遍的特征。以往的经典遗传分析研究主要分析了每个染色体上的重组模式。这些研究不仅揭示了交叉的发生,而且还揭示了CO干扰的现象,这是一维空间模式化过程,最终导致每条染色体上CO的均匀间隔。但是,CO的具体生物学特征不是让人很清楚。

  减数分裂是一种专门的细胞程序,可产生有性生殖配子。 DNA重组是该计划的核心特征。交叉(CO)重组使染色体上的等位基因“清洗”,导致配子的遗传多样性,从而导致不一样的后代。在有性繁殖生物体中几乎普遍发生的CO重组被认为是一种基本的适应性作用。然而,COs创造有利的新等位基因组合的能力必须与它们看似相反的能力来平衡:这些相反的潜力有时被称为交叉的“好”和“坏”效应。

  在某些生物体中,这种困境通过有性和无性繁殖生活方式之间的交替来解决,通常是有性阶段涉及扩散到新环境和/或由环境变化的信息引发。其他生物利用有性生殖的程序化变异,其中重组频率在胁迫条件下特异性升高,其中新的遗传组合可能是有益的。

  在一般情况下,包括专有性生物,理论建模表明,交叉的优势至少在两个方面发挥作用:首先,在生物的长期演变中,白小姐图纸CO可以通过汇集有利的等位基因来加速适应,否则这些等位基因会相互竞争,并将有利的等位基因与连锁的不利等位基因分开,否则会阻碍有利等位基因的传播;其次,在环境随时间或空间波动的情况下,COs可以产生以非常罕见的(或不存在的)遗传组合,允许立即适应。

  以往的经典遗传分析研究主要分析了每个染色体上的重组模式。这些研究不仅揭示了交叉的发生,而且还揭示了CO干扰的现象,这是一维空间模式化过程,最终导致每条染色体上CO的均匀间隔。在这里,研究人员从不同的角度分析CO模式:关于单个减数分裂核中单个染色体上的CO数量。这些信息由细胞学和DNA测序方法提供。

  在这里,基于每个染色体和每个核的交叉数的分析揭示了减数分裂的基本的,进化上保守的特征:在个体核内,交叉频率在不同染色体上共变。这种效应是由染色体轴长度共变引起的。跨界可以促进进化适应。然而,创造有利的新等位基因组合的好处必须超过破坏现有有利组合的成本。香港901开直播

  共变同时增加了具有特别高或特别低的交叉数量的配子的频率,因此可能伴随地增加交叉的益处,同时降低其成本。四基因座群体遗传模型表明这种效应可能适用于环境波动的情况:当环境变化时,超交叉配子是有利的,而在环境停滞期间,低交叉配子是有利的。这些发现揭示了基础减数分裂计划的一个新特征,并提出了可能的适应性优势。

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