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最新發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)新

中國(guó)科技網(wǎng)北京12月22日電 中美科學(xué)家首次實(shí)現(xiàn)高覆蓋度的單個(gè)精子全基因組測(cè)序，構(gòu)建了迄今為止重組定位精度最高的個(gè)人遺傳圖譜，并得出基因起始區(qū)重組率降低的原因是分子機(jī)制而非自然選擇的結(jié)論。這一結(jié)果將有助于遺傳缺陷規(guī)律的探索。相關(guān)成果發(fā)表在12月21日出版的《科學(xué)》雜志上。

同源染色體之間的重組是產(chǎn)生生物多樣性的重要機(jī)制，兄弟姐妹之間的差異即由這些重組決定。受實(shí)驗(yàn)技術(shù)限制，此前科學(xué)家只能依賴(lài)很多個(gè)體的人群來(lái)估計(jì)重組在群體中發(fā)生的頻率，無(wú)法具體到個(gè)人。

本項(xiàng)研究中，研究人員對(duì)一名亞洲男子的99個(gè)精子進(jìn)行單細(xì)胞全基因組DNA擴(kuò)增，并對(duì)每個(gè)精子分別測(cè)序。結(jié)果顯示，樣品中每個(gè)精子細(xì)胞經(jīng)歷大約26.6次重組，與此前人群遺傳研究結(jié)果基本一致。人群遺傳研究發(fā)現(xiàn)基因區(qū)附近的重組率會(huì)降低，此次研究表明在個(gè)人水平上同樣如此?！白C明了這一現(xiàn)象由分子機(jī)制決定，而非自然選擇的結(jié)果。”課題組成員李瑞強(qiáng)說(shuō)，這解決了一個(gè)困擾學(xué)術(shù)界多年的問(wèn)題。

此外，他們還發(fā)現(xiàn)5%的精子染色體組是非整倍體的，而非整倍體將造成先天性缺陷。李瑞強(qiáng)說(shuō)，同樣方法可以進(jìn)行其他生殖細(xì)胞的染色體重組定位，這些成果將成為不孕不育癥及遺傳疾病研究的重要理論基礎(chǔ)。

《細(xì)胞》雜志今年7月發(fā)表了斯坦福大學(xué)研究人員首次對(duì)單個(gè)精子細(xì)胞染色體重組的研究成果。不同的是，中美科學(xué)家使用哈佛大學(xué)謝曉亮課題組最新發(fā)明的多次退火循環(huán)擴(kuò)增技術(shù)（MALBAC），對(duì)重組的定位精度比前者高出幾倍。

本研究由北京大學(xué)生物動(dòng)態(tài)光學(xué)成像中心、生命科學(xué)學(xué)院、北大—清華生命科學(xué)聯(lián)合中心李瑞強(qiáng)課題組與謝曉亮課題組合作完成。（記者 操秀英）