近日，西南大學在《自然》（Nature）期刊在線發表了題為《染色體融合驅動同源多倍體基因組再二倍化》的研究論文。該研究系統揭示了脊椎動物全基因組復制后再二倍化的觸發機制及其早期演化規律。

據悉，該成果是近年來我國淡水魚演化研究領域在《自然》雜志發表的首篇論文，該校生命科學學院教授徐洛浩、水產學院教授劉海平和德國科學院院士Axel Meyer教授為共同通訊作者。是我國在演化基因組學與魚類學研究領域取得的重大突破。

在脊椎動物演化歷史上，全基因組復制事件曾多次發生。多倍體並非穩定狀態，其基因組通常會逐步恢復為二倍體，這一過程被稱為“再二倍化”。再二倍化會使大量冗余基因發生功能分化或獲得新的功能，被認為是驅動脊椎動物譜系多樣化與適應性演化的重要機制。

盡管再二倍化的重要性已被廣泛認知，但由於缺乏合適的研究模型，再二倍化的早期演化機制，一直是生命科學研究領域長期懸而未決的科學難題。

研究團隊發現，來自青藏高原的裂腹魚亞科魚類為探索這一問題提供了研究窗口。“裂腹魚類祖先在約3000萬年前形成四倍體，這是目前已知的脊椎動物中最年輕的同源多倍體之一。”徐洛浩說。

團隊深入青藏高原開展野外調研與實驗室分析，通過高原魚類繁育工作地攻克獲得了家系樣本。本研究攻克了同源多倍體基因組解析難題，首次在脊椎動物中完整刻畫了再二倍化從起始到擴展的全過程。

研究發現，不對稱染色體融合是啟動再二倍化的關鍵“觸發器”。在裂腹魚基因組中，這種融合事件打破了四倍體狀態下的“四體遺傳”模式，推動染色體向“二體遺傳”轉變。尤為重要的是，再二倍化並非隨機發生，而是以融合位點為起點，逐步擴展到整條染色體。這一發現有望為理解脊椎動物多倍體基因組再二倍化提供統一的理論框架。

論文評審專家給予高度評價，認為“該研究是當前圍繞理解脊椎動物全基因組復制后早期再二倍化機制最為突出的成果之一”。（西南大學）