研究人员深入了解苍蝇的染色体进化

北卡罗来纳州立大学的研究人员通过确定一种在破坏性牲畜害虫物种中男性生存不可或缺的基因，为飞行染色体的进化提供了新的视角。他们发现的可能对遗传害虫控制具有重要意义。

在6月7日发表在“当代生物学”杂志上的一篇论文中，昆虫学家马克斯·斯科特及其同事概述了最近对澳大利亚绵羊蝇X染色体进行的DNA测序和生物信息学研究。这项研究支持了一个早期的假设，即研究得很多的果蝇Drosophila melanogaster的第四个染色体来自一个古老的性别决定X染色体。

斯科特的研究小组发现，在苍蝇Lucilia cuprina的X染色体上有59个基因，其中49个与果蝇的第四染色体相似。研究人员还发现，大多数这些基因都是通过剂量补偿机制调节的，这种机制可以平衡物种的雄性和雌性之间的基因表达。

男性只有一条X染色体，而女性只有两条。不同的动物有不同的处理遗传不平衡的方法。例如，在人类雌性中，X染色体中的一条在所有细胞中失活。但在果蝇中，雄性X染色体上几乎每个基因的RNA输出都是其雌性对应物的两倍。

因为科学家们知道被称为“第四次绘画”或POF的RNA结合蛋白是调节果蝇第四染色体中基因表达的关键，Scott和他的团队认为可能需要POF样蛋白才能达到正常的活性水平。 Lucilia X染色体上的基因。

当研究人员使用CRISPR / Cas9基因编辑系统敲除Lucilia中的POF相关基因时，他们发现雄性在成年之前就已经死亡。为了向斯科特的澳大利亚遗产致敬，研究人员将该基因称为“无人”或NBL。具有敲除的NBL基因的雌性是完全可存活和可育的。

Max表示，雄性突变体很可能没有活过蛹期，因为它们不能再使X连锁基因的产量翻倍。

“我们认为这是苍蝇中古老的染色体剂量补偿系统的一部分，”斯科特说。“我们不能肯定地说，但这是对我们数据的一种解释。我们的数据的另一种解释是NBL不参与剂量补偿，但它是两种性别的X染色体中正常基因表达所必需的。因为它们只有一个X，男性对NBL的损失更敏感。“

该研究不仅增加了对染色体进化的理解，还可以为旨在开发新的遗传害虫控制系统的研究提供信息。

斯科特说，如果进一步的研究证实NBL的损失对女性健康影响不大，那么以雌性种系为目标的基于Cas9的基因驱动可以成为控制澳大利亚绵羊蝇类以及相关牲畜害虫的有效方法。新世界螺旋蝇和可能的果蝇如地中海果蝇。这些害虫每年造成数百万美元的农业损失。

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