果蠅常被用來進行遺傳研究,,因為其壽命比較短,,而且在實驗室可以很容易繁殖,其突變體可以被廣泛使用,。目前果蠅有1500中已知的種,。近日一項刊登在Science上的研究追蹤了果蠅一對性染色體的進化歷程,這對染色體大約在100萬年之前出現(xiàn),。
果蠅的X,、Y染色體和人類的很像,在尺寸和基本序列上存在很多不同,;人類的染色體對被認為是出現(xiàn)于200萬年之前,,Y染色體僅僅包含有50個基因,而X染色體包含著將近1000個基因,。在許多物種中,,從常染色體到性染色體的進化發(fā)生的時間非常之久,而且難以追蹤,。
來自加州大學(xué)的研究者通過研究果蠅屬米蘭達果蠅(miranda flies)的全基因組,,試圖去尋找性染色體的進化過程。
當果蠅近X和近Y染色體形成的時候,,大約3000個基因和性染色體相關(guān),,雌性果蠅X染色體有兩個拷貝,而雄性X和Y各有一個拷貝,。在數(shù)百萬年的進化之中,,Y染色體顯現(xiàn)出大的退化跡象,有近乎三分之一的Y染色體失去了功能,。隨著基因失去功能,,Y染色體上的其它基因開始進化變得對雄性更加有益,并且表達諸如男性的一些標志性特征,,如前列腺以及睪丸等,。相似的進化也發(fā)生在X染色體上,,隨之表現(xiàn)而來的是基因表達成為特定的雌性組織。
基因表達的過程對于雌性比較有益,,因為雄性僅僅含有一個拷貝的X染色體,,相比Y染色體而言,X染色體的表達分配會更慢一些,。然而X染色體的進化并不緩慢,,當然包括一些大事件的發(fā)生,比如其它染色體上的基因摻入X染色體中,。
研究者Bachtrog表示,,果蠅中某些性染色體也會轉(zhuǎn)變成為常染色體,而且很有可能米蘭達果蠅的Y染色體最終會消失,,或者有可能另外一種決定性別的機制正在進化之中,。(生物谷Bioon.com)
編譯自:Sex chromosome evolution tracked in fruit fly
doi:10.1126/science.1225385
PMC:
PMID:
Sex-Specific Adaptation Drives Early Sex Chromosome Evolution in Drosophila.
Qi Zhou, Doris Bachtrog*
Most species’ sex chromosomes are derived from ancient autosomes and show few signatures of their origins. We studied the sex chromosomes of Drosophila miranda, where a neo-Y chromosome originated only approximately 1 million years ago. Whole-genome and transcriptome analysis reveals massive degeneration of the neo-Y, that male-beneficial genes on the neo-Y are more likely to undergo accelerated protein evolution, and that neo-Y genes evolve biased expression toward male-specific tissues—the shrinking gene content of the neo-Y becomes masculinized. In contrast, although older X chromosomes show a paucity of genes expressed in male tissues, neo-X genes highly expressed in male-specific tissues undergo increased rates of protein evolution if haploid in males. Thus, the response to sex-specific selection can shift at different stages of X differentiation, resulting in masculinization or demasculinization of the X-chromosomal gene content.