CGM第594期：裂腹鱼基因组揭示脊椎动物再二倍化机制

全基因组复制（whole-genome duplication，WGD）是一种剧烈的细胞学事件，为生物演化提供了大量原材料。所有脊椎动物祖先在约5亿年前经历了一次同源多倍化事件(1R)。同源多倍化发生后，每条染色体形成四个近乎相同的拷贝，建立四体遗传模式。在减数分裂过程中，这四条同源染色体可以形成四价体或随机的二价体。但这种模式最终会缓慢恢复为更为稳定的二体配对，称为再二倍化（rediploidization）。只有经过再二倍化，四个拷贝才能停止重组，分化为两个基因，从而具备功能分化的潜力。尽管二倍化的重要性已被认可，但其早期阶段仍然未知，因为目前可供研究的WGD事件均已十分古老，难以捕捉其初期阶段。最近，我们聚焦于生活在青藏高原的裂腹鱼类，它们约在3000万年前经历了一次同源多倍化事件，目前仍处于再二倍化的早期阶段。相比于已有研究体系，裂腹鱼类代表了一个更为年轻的谱系，其基因组尚未发生大规模重排，为解析脊椎动物再二倍化的起始机制提供了理想模型。我们发现，染色体融合是驱动再二倍化的重要结构变异，其能够抑制同源染色体之间的重组，促进遗传方式由四体遗传向二体遗传逐步转变。值得注意的是，这一过程极其缓慢且具有明显的异步性，同时伴随独特的染色体配对结构。裂腹鱼类完整记录了这一动态演化过程，为理解远古脊椎动物祖先在第一轮WGD后的演化历史提供了重要线索。