近日，海洋研究院焦念志院士团队李远宁教授课题组在真核生物染色体共线性研究领域取得新进展，研究成果以“Contrasting modes of macro- and micro-synteny evolution in a eukaryotic subphylum”为题，发表在国际生命科学领域顶级期刊Cell子刊Current Biology(中科院1区, Nature Index期刊)，山东大学为该论文的第一完成单位。李远宁教授为该论文第一作者，并与美国范德堡大学Antonis Rokas教授为共同通讯作者。
自人类发现基因在染色体上至今，探索同源基因在染色体上的排列顺序和变化（共线性）被认为是理解真核生物基因组进化机制的关键。历经数亿年演化，不同真核生物类群（如两侧对称动物和子囊菌）基因组展现出高度的保守性。然而，以往分析大多只采用少量典型的动植物基因组，加之动植物基因组大小与组成与真核微生物仍存在巨大差异，因此探索比较不同真核生物类群间的基因组结构和演化速率对理解真核生物基因组进化机制具有重要意义。
为探寻上述机制，课题组利用基因组学分析手段对120种高质量酿酒酵母基因组数据进行分析，研究惊讶地发现酵母亚门基因组进化的节律和模式与哺乳动物和被子植物不同，展现出染色体水平（宏观共线性）上的快速衰减和高度保守的小规模基因水平（微观共线性）。此外，通过与真核生物另外两个核心类群：87种哺乳动物和107种被子植物的高质量基因组进化模式对比分析，首次确定了同一时间尺度下真核生物基因组演化的主要趋势：（1）在宏观共线性上，酵母和被子植物的染色体保守性衰减快于哺乳动物；（2）在微观共线性上，酵母和哺乳动物基因组的保守性远高于被子植物。同时，研究团队还发现基因组保守性的衰减通常与进化分歧时间相关。一些基因的共线性，特别是属于代谢基因簇中的基因或参与所有真核生物中关键调控的基因则更为保守，表明这些同一基因组区域的基因在演化过程中具有选择优势。本研究揭示了不同真核生物类群基因组进化的模式和节律，为今后相关研究提供了强有力的系统学框架。
李远宁教授课题组长期致力于海洋生物系统演化研究，注重理论与方法创新。系列研究成果已发表于Current Biology（IF=10.90），PNAS（IF=11.21）, The ISME Journal（IF=10.3）, Molecular Biology and Evolution（IF=16.24）等国际顶尖学术期刊。本研究得到了山东大学杰出中青年学者和国家优青（海外）等项目资助。
原文链接：DOI：https://doi.org/10.1016/j.cub.2022.10.025
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