小鼠Y染色體序列 構建了覆蓋小鼠全部染色體的參考序列
【記者李清華/外電報導】西湖大學遺傳物質表達與重構全國重點實驗室俞曉春團隊11日在國際學術期刊《科學》發表成果：完整的端粒到端粒小鼠Y染色體序列，構建了覆蓋小鼠全部染色體的參考序列。
小鼠的基因組與人類高度同源，從疾病機制解析到新藥研發驗證，從發育規律探索到遺傳功能研究，絕大多數生命科學問題的回答，都要先在小鼠身上尋找線索。因此，小鼠基因組研究的完整程度，直接影響著相關研究的可靠性與准確度，Y染色體或許是其中最難整理的一項。
小鼠Y染色體超過90%的序列由高度重複單元構成，傳統測序技術既無法辨析它們的各自歸屬，也無法確定其排列順序。同時，Y染色體末端還存在一段偽常染色體區(PAR)，它與X染色體在此處高度同源，在減數分裂中，X與Y需在此配對並交換遺傳物質。這種極高的相似性，極易導致數據“張冠李戴”。
通過研究，俞曉春團隊最終獲得全長95.21Mbp(9521萬堿基對)的高質量Y染色體序列，新增8.70Mbp(870萬堿基對)此前未被鑒定的序列，填補了舊版參考基因組中約9%的空白。基於完整序列，團隊新確認了120個蛋白編碼基因，使蛋白編碼基因的總數上升到273個。
“這說明小鼠Y染色體攜帶的遺傳指令遠比預想豐富，為未來研究雄性生殖與發育提供了重要線索。”俞曉春說。
此外，研究發現，Y染色體的著絲粒區域缺失了一段在其他染色體上普遍存在的“錨定序列”，使得Y染色體在細胞分裂時與紡錘絲的連接可能不夠穩固，從而更容易發生脫落。這一結構特征，為解釋老年男性血細胞中常見的“Y染色體丟失”現象提供了直接證據。
該團隊還繪制了關鍵區域(PAR)圖譜，發現Y染色體在此處擁有11個獨特的重複單元(X染色體僅有3個)，而這些重複單元的數量也存在個體差異；PAR還包含一個區域，該區域富集了與DNA同源重組相關的特殊基序(GNATNC)。這為理解精子形成過程中，性染色體如何正確配對和交換提供了直接依據。
“我們真正感興趣的，從來不是‘完成基因組’，而是那些高度重複序列本身。”俞曉春表示，未來團隊計劃繼續把目光投向那些重複序列，深入解析其與疾病的相關性。