一项新发现解释了是什么决定了性细胞中发生的基因交换的数量和位置，例如植物中的花粉和卵子，或人类的精子和卵子。
当性细胞由称为减数分裂的特殊细胞分裂产生时，染色体会交换大段 DNA。这确保了每个新细胞都具有独特的基因构成，并解释了为什么除了同卵双胞胎之外，没有两个兄弟姐妹在基因上完全相同。
这些 DNA 交换或交叉对于产生遗传多样性、进化的驱动力至关重要，它们的频率和沿染色体的位置受到严格控制。
该研究的共同第一作者 Chris Morgan 博士解释了这一现象的重要性：“交叉定位对进化、繁殖和选择性育种具有重要意义。通过了解驱动交叉定位的机制，我们更有可能发现修改交叉定位的方法，以改进当前的动植物育种技术。”
尽管进行了一个多世纪的研究，但决定交叉形成的位置和数量的细胞机制仍然很神秘，这是一个让许多著名科学家着迷和沮丧的难题。“交叉干扰”一词是在 1915 年创造的，它描述了这样一种观察结果：当染色体上的一个位置发生交叉时，它会抑制附近交叉的形成。
使用数学建模和“3D-SIM”超分辨率显微镜的前沿组合，约翰英尼斯中心的研究人员团队通过确定一种机制来确保交叉数量和位置“恰到好处”，从而解决了这个世纪之谜：不要太多，不要太少，也不要太靠近。
该团队研究了一种名为 HEI10 的蛋白质的行为，该蛋白质在减数分裂的交叉形成中起着不可或缺的作用。超分辨率显微镜显示 HEI10 蛋白沿染色体聚集，最初形成许多小群体。
然而，随着时间的推移，HEI10 蛋白只集中在少数更大的簇中，一旦它们达到临界质量，就会触发交叉形成。
然后将这些测量结果与模拟这种聚类的数学模型进行比较，该模型基于 HEI10 分子的扩散及其聚类的简单规则。该数学模型能够解释和预测许多实验观察结果，包括可以通过简单地改变 HEI10 的量来可靠地修改交叉频率。
标签： 性细胞
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