Nat Rev Genet | 周琦团队探讨动物性染色体独特的演化调控模式

Nat Rev Genet | 周琦团队探讨动物性染色体独特的演化调控模式

浙江大学周琦实验室在Nature Reviews Genetics杂志发表综述文章，探讨动物性染色体独特的演化调控模式。文章总结了性染色体起源和演化的经典模型，并提出了新的见解，为理解性别决定这一生物学现象提供了新的视角。

性染色体是决定生物性别的重要遗传物质，其演化和调控机制一直是生物学研究的热点。周琦实验室的这篇综述文章通过总结一系列最新研究成果，深入探讨了动物性染色体独特的演化调控模式。

文章首先总结了性染色体起源和演化的经典模型，并通过分析鱼类、两栖类等物种的“例外”事件，提出了对经典模型的新认识。例如，性逆转如何介导性染色体系统的快速替换，以及剧烈的染色体重排如何形成类似鸭嘴兽十条性染色体复合体的特殊现象。

性染色体演化和性染色体颠换的经典模型示意图（Credit: Nature Reviews Genetics）

在性染色体的演化过程中，重组抑制是一个关键事件。性染色体上被抑制的区域不再进行基因重组，而这种抑制的程度和机制在不同物种中存在巨大差异，进一步增强了性染色体系统的多样性。

性别决定基因的频繁颠换也是造成性染色体系统多样性的重要原因。文章将这一机制类比于英国君主立宪制：看起来重要的“主效性别决定基因”（如决定人类男性的Sry基因）像英国女王一样，实际上并不具备决定性能力，只是在性腺发育过程中破坏了雌雄性腺发育之间的平衡。真正决定性别分化命运的是下游大量保守的涉及性腺发育途径的基因，它们通过形成类似于“议会”式的模式互相对抗。

最后，文章详细探讨了性染色体全局剂量补偿效应的机制。在Y染色体失去大部分基因后，物种需要发展出新的机制来平衡剂量效应。不同物种在三维核空间内通过不同机制实现这一平衡，展示了性染色体演化的多样性和复杂性。

本文总结了当前领域的研究进展，为理解性染色体的演化和调控提供了新的视角。