它们“非一般”的生存策略 挑战了经典遗传学理论

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在生命的微观世界里，细胞分裂时有着严格的染色体分配原则。

按照经典遗传学和细胞生物学理论，细胞有丝分裂或减数分裂后，每个子细胞核都应该至少获得完整的一套单倍体染色体，这样才能保证细胞正常发育和发挥功能。如果染色体数目出现异常，往往就会和衰老、癌症、发育障碍等疾病扯上关系。

但最近，四川大学生命科学学院教授张跃林团队联合加拿大英属哥伦比亚大学教授李昕团队，发现了特定的两类真菌表现出了一种染色体分配的全新机制，挑战了经典遗传学和细胞生物学理论。

研究团队推测，这背后可能藏着真菌的进化智慧。相关成果发表于《科学》。

不走寻常路的核盘菌和灰霉菌

细胞分裂后，会形成两个或多个子细胞。传统理论中，母细胞的细胞核里有2N条染色体，基于不同的分裂类型，子细胞的细胞核内均等量获得1N或2N条染色体。

就好比装配一辆汽车，固定配备了两套零件包。根据不同的生产要求，每个车间都能同时拿到两套，或一套零件包。若拿到的包内出现“零件”少或多的情况，生产的汽车就会出故障。

以人类细胞为例，其为二倍体（2N），正常情况下细胞核含有46条染色体（N＝23）。体细胞发生有丝分裂时，产生两个遗传物质与母细胞完全相同的子细胞，各含完整的46条染色体，用于机体生长与修复。生殖细胞发生特有的减数分裂时，子细胞内染色体则各有23条。

而核盘菌和灰霉菌的“生产分配”并不循规蹈矩。

子囊孢子是核盘菌进行有性生殖产生的单倍体孢子，每个成熟的子囊孢子内部包含了两个细胞核。按常理而言，核盘菌基因组有16条染色体（1N=16），分裂出的子囊孢子内，每个细胞核“车间”应该领到1套16项的“零件包”，一共就有32条染色体。

但研究人员通过高分辨率荧光显微镜发现，每个孢子里大约只有16条染色体。当利用探针对特定染色体进行检测时，发现其只存在于其中一个细胞核，但端粒探针又验证了两个细胞核内都含有染色体。

研究表明，核盘菌子囊孢子里，两个细胞核“车间”的“零件”染色体共享一套完整的“零件包”，既相互无重叠又无明显的分配规律。

“近缘”的灰霉菌的分配机制也类似，其分生孢子平均包含4至6个细胞核，每个核仅包含3至8条染色体，而非完整的18条（1N=18）。研究团队认为，染色体不均分配机制在多核真菌中可能具有一定的普遍性。

研究发现让团队意识到，原来在多核真菌的世界，每个细胞核“车间”不必拥有全套“零件”，只要细胞“工厂”整体“零件齐全”，即可运行。

“从理论上讲，这挑战了长期以来遗传学和细胞生物学对染色体分配的固有认知，为探索多核真菌的发育机制、适应进化和耐药性产生提供了新视角。”研究团队成员、博士后徐妍说道。