中美科学家首次绘制高覆盖度单精子基因图谱

本报北京12月22日电 （记者操秀英）中美科学家首次实现高覆盖度的单个精子全基因组测序，构建了迄今为止重组定位精度最高的个人遗传图谱，并得出基因起始区重组率降低的原因是分子机制而非自然选择的结论。这一结果将有助于遗传缺陷规律的探索。相关成果发表在12月21日出版的《科学》杂志上。

　　同源染色体之间的重组是产生生物多样性的重要机制，兄弟姐妹之间的差异即由这些重组决定。受实验技术限制，此前科学家只能依赖很多个体的人群来估计重组在群体中发生的频率，无法具体到个人。

　　本项研究中，研究人员对一名亚洲男子的99个精子进行单细胞全基因组DNA扩增，并对每个精子分别测序。结果显示，样品中每个精子细胞经历大约26.6次重组，与此前人群遗传研究结果基本一致。人群遗传研究发现基因区附近的重组率会降低，此次研究表明在个人水平上同样如此。“证明了这一现象由分子机制决定，而非自然选择的结果。”课题组成员李瑞强说，这解决了一个困扰学术界多年的问题。

　　此外，他们还发现5%的精子染色体组是非整倍体的，而非整倍体将造成先天性缺陷。李瑞强说，同样方法可以进行其他生殖细胞的染色体重组定位，这些成果将成为不孕不育症及遗传疾病研究的重要理论基础。

　　《细胞》杂志今年7月发表了斯坦福大学研究人员首次对单个精子细胞染色体重组的研究成果。不同的是，中美科学家使用哈佛大学谢晓亮课题组最新发明的多次退火循环扩增技术（MALBAC），对重组的定位精度比前者高出几倍。

　　本研究由北京大学生物动态光学成像中心、生命科学学院、北大—清华生命科学联合中心李瑞强课题组与谢晓亮课题组合作完成。