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

性染色体是决定动物性别的重要遗传物质基础，其独特的演化调控模式一直是遗传学和进化生物学领域的研究热点。近日，浙江大学周琦实验室在Nature Reviews Genetics杂志上发表综述文章，系统总结了动物性染色体的演化调控模式，为理解性别这一普遍存在的生物学现象提供了新的视角。

这篇文章通过总结一系列最新周琦实验室和其他国内国际同行的研究成果，深入探讨了动物性染色体独特的演化调控模式，为了解性别这一普遍存在的生物学现象背后复杂的多样性产生的原因提供了详细解读。

性染色体演化的经典模型与新认识

文章首先总结了性染色体起源和演化的经典模型，并通过分析不同物种的“例外”事件，提出了对经典模型的新认识。例如，在鱼类和两栖类中常见的性逆转现象可以介导性染色体系统的快速替换；而剧烈的染色体重排则可以形成类似鸭嘴兽的十条性染色体复合体的特殊现象。这些发现丰富和完善了性染色体演化的理论框架。

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）

重组抑制与性别决定基因的多样性

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。

此外，性别决定基因在物种间的频繁颠换也是造成性染色体系统多样性的重要原因。文章通过类比英国君主立宪制来解释这一现象：看起来很重要的“主效性别决定基因”（如决定人类男性的Sry基因）就像英国女王一样，实际上并不具备决定性的能力，只是在性腺发育过程中破坏了雌雄性腺发育之间微妙的平衡。相反，下游大量保守的涉及性腺发育途径的基因则通过形成类似于“议会”式的模式互相对抗，这些基因才是真正决定性别分化命运的力量。

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，这进一步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。

本文原文来自Bioon