具有六条性染色体的青蛙为复杂的 XY 系统的进化提供了线索

科学家在台湾特有的臭蛙物种中发现了六条性染色体，为复杂的 XY 系统如何进化提供了新的见解。

这一发现令广岛大学两栖动物研究中心副教授三浦郁夫领导的国际研究团队大吃一惊。1980 年，首次报道的两栖动物多重性染色体系统是在台湾棕蛙 Raina narina（O. swinhoana 的同义词）中发现的，这种青蛙具有雄性特异性两条染色体之间。其性染色体可描述为♂X1Y1X2Y2-♀X1X1X2X2。

这一发现表明，易位——一种易位是指一条染色体断裂，其片段与另一条染色体融合，发生在两条潜在的性别决定染色体之间。然而，当时还无法确定易位所涉及的染色体。

因此，当研究人员着手精确识别所涉及的染色体时，他们预计只有一次易位，而不是三次。三次男性特异性易位产生了一个由六条性染色体组成的系统，♂X1Y1X2Y2X3Y3-♀X1X1X2X2X3X3。他们的研究结果发表在《细胞。

脊椎动物中首次

两栖动物中多条染色体的情况很少见，它们的核型或染色体集合通常高度保守，物种间很少发生重排。大多数两栖动物也是同态的，性染色体未分化，而哺乳动物和鸟类则具有异态的 XY 和 ZW 性别决定系统。到目前为止，已知的两栖动物多性染色体系统案例只有 10 例。

此外，研究小组还发现，易位所涉及的潜在性染色体含有哺乳动物、鸟类和鱼类性别决定基因的直系同源物。直系同源物是从这些物种共同祖先中发现的祖先基因进化而来的基因。

研究人员在Y1染色体上发现了鸟类的雄性决定基因Dmrt1和鱼类及鸭嘴兽的雄性决定基因Amh；在Y3染色体上发现了兽亚纲哺乳动物SRY的祖先基因和青鳉鱼的雄性决定基因Sox3；而在Y2染色体上则有一个未鉴定的性别决定基因。

这是首次发现含有性别决定基因直系同源物的性染色体哺乳动物、鸟类和鱼类均存在于脊椎动物物种中。

机会与选择

性染色体是由一对普通的常染色体进化而来的，在获得性别决定基因后。但该团队尚未确定这三对中哪一对是原始性染色体，以及 Dmrt1、Amh 和 Sox3 这三个候选基因中哪一个是主要的性别决定基因。

三浦解释说，到目前为止，性染色体-常染色体融合一直被证明是一种偶然发生的。

“事实上，这只青蛙也是这样。这可能是偶然发生的，”他说。

但研究人员认为，参与融合的染色体成员是非随机选择的，或者不可避免地选择的，因为它们可能共享一个共同的基因组区域。

“如果真是这样，这三个基因可能各自拥有一个共同的 DNA 序列，这使得它们彼此紧密定位，从而使得同时发生的断裂和易位能够连接起来。”

“这种罕见的病例表明存在性别特异性、非随机易位，从而为多性染色体系统的进化意义提供了新的视角。”

Miura 表示，识别潜在将提高对其演化和周转机制的理解。