多细胞生物体通过不断演化来保证生存和繁衍，其体内细胞合作形成有序的组织或器官实现生命的延续。培养自多细胞生物体的细胞系则不会形成有序的组织或器官，而是以一种自由生长的方式生存。近日，中国科学院北京基因组研究所吕雪梅研究组与中山大学合作，发现自由生长细胞系演化过程中会发生染色体的重新配置，研究成果以“Free-living human cells reconfigure their chromosomes in the evolution back to uni-cellularity”为题发表于elife杂志上。
多细胞生物体是由单细胞生命经过漫长的时间逐渐演化而来，细胞系则可以认为是多细胞生物体演化回单细胞的一种生命形态。哺乳动物组织中性染色体与常染色体基因表达剂量比(EX/A)范围是0.5~0.8，但在自由生长的细胞系中，EX/A范围是0.78~1.05，有了明显的提高。那么，自由生长的细胞系性染色体和常染色体剂量比是如何演化的呢？数量众多的肿瘤细胞系为回答此问题提供了很好的材料。
研究发现，大多数情况下，雄性来源的细胞系丢失了Y染色体，雌性来源的细胞系丢失了失活的X染色体，细胞系细胞都趋向于“去性化”。科研人员进一步发现，有活性的X染色体会加倍，同时常染色体倍增为三倍型，使得X染色体拷贝数与常染色体拷贝数的比例从1:2变成了2:3。数据还显示，肿瘤细胞的适应性会随着X染色体拷贝数与常染色拷贝数的比例变化而变化。据此科研人员构建出染色体核型演化模型，在理论上证实，当X染色体拷贝数与常染色体拷贝数比例为2:3时，细胞的适应性最高。
该研究揭示了自由生长的细胞系在进化的过程中性染色体与常染色体基因表达剂量比不断增加，朝着2:3的方向演化，暗示哺乳动物中EX/A的演化也还在不断进行，对于研究哺乳动物性染色体的进化过程及肿瘤治疗具有一定的借鉴和指导意义。
该研究获得了国家重点基础研究计划，中国科学院战略性先导科技专项，国家自然基金委等项目和动物进化与遗传前沿交叉卓越中心的支持。
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由适应性差异驱动的核型进化模型
