研究人员了解苍蝇染色体进化

NC州立大学的研究人员揭示染色体的进化动态通过识别基因的男性生存不可或缺的一场毁灭性的牲畜害虫物种。他们的发现可能对遗传害虫防治具有重要意义。

在6月7日在《当代生物学》杂志上发表的一篇论文,昆虫学家马克斯·斯科特和他的同事发现轮廓最近DNA测序和生物信息学研究澳大利亚绵羊的绿头苍蝇的X染色体。这项研究支持早期假设第四其一果蝇果蝇的染色体是源自一个古老的性别决定X染色体。

斯科特的团队发现,59岁基因X染色体的绿头苍蝇Lucilia cuprina,49个镜子的果蝇第四条染色体。研究人员还发现,大多数是通过控制调节这些基因剂量补偿机制,而平等的基因表达男性和女性之间的物种。

男性只有一个X染色体,而女性有两个。不同的动物有不同的处理方式,遗传不平衡。例如,在人类女性的一个X染色体在所有细胞灭活。但在果蝇中,几乎每一个男性的X染色体上基因RNA输出其女性的两倍。

因为科学家知道rna结合蛋白被称为“第四,绘画”或POF,是调节基因表达的关键在果蝇的第四个染色体,斯科特和他的团队认为可能需要POF-like蛋白质的正常水平Lucilia X染色体上的基因的活动。

当研究人员用CRISPR / Cas9基因编辑系统在Lucilia POF-related基因敲除,他们发现雄性成年前死亡。在斯科特的澳大利亚遗产点头,研究人员所说的基因“没有阻碍或创新。雌性NBL的报废基因是完全可行的和肥沃。

男性突变可能没有活过蛹的阶段,因为他们再也不能双x连锁基因的输出,马克斯说。

“我们认为这是一个古老的染色体剂量补偿系统的一部分在飞,”斯科特说。“我们不能肯定地说,但我们的数据的一种解释。NBL数据的另一种解释是没有参与剂量补偿,但它需要正常基因表达在两性的X染色体。因为他们只有一个X,雄性NBL的损失更敏感。”

这项研究不仅增加了理解染色体进化,它还可以通知研究旨在开发新基因害虫控制系统。

斯科特说,如果进一步的研究证实,NBL的损失没有影响女性健康,NBL Cas9-based基因驱动定位在女性生殖系可以是一个有效的方法控制澳大利亚羊绿头苍蝇等相关牲畜害虫新世界苍蝇的幼虫和果蝇,如地中海果蝇。这些害虫每年造成数百万美元的农业损失。