輪形動物門的Adineta vaga
論文出處：
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aee0891
該物種可以在輻射損傷後無需將染色體重新連接起來即可繁殖—而且它的後代會在幾代
之內繼續修復損傷。
「這項發現真正非凡之處在於，它們以某種方式穩定了染色體的末端；它們穩定了這些
DNA片段，然後它們可以將其傳遞給下一代，然後繼續修復。」比利時布魯塞爾自由大學
的進化生物學家Libre de Bruxelle。
研究團隊對A. vaga進行了強烈輻射處理，收集了其中一隻動物產下的卵，並利用該卵建
立了一個克隆種群。
由於所有這些克隆體都源自同一個卵子，研究人員預計會在它們的基因組中看到相同的輻
射損傷。
然而，他們卻發現了一些奇怪的事情。染色體上的大片段缺失在不同個體之間各不相同，
而定序資料似乎顯示缺失的DNA正在逐漸恢復。在最高劑量下，單一染色體可能會碎裂成
30 到 50 塊碎片。
通常情況下，這會造成相當大的問題。在細胞分裂過程中，包括產生生殖細胞的減數分裂
，染色體依靠一個稱為著絲粒的區域將必要的遺傳物質帶入新細胞。如果沒有著絲粒，子
細胞就無法取得該遺傳物質片段。
然而， A. vaga似乎找到了一個漏洞。
「我們的研究結果表明，相較之下，蛭形輪蟲染色體具有『全著絲粒』結構，著絲粒的關
鍵結構成分分佈在染色體的不同區域—這確保了含有這些成分的染色體片段能夠正確分
離」Hallet解釋。
這意味著，當染色體斷裂時，其碎片可能仍保留著被拉入子細胞所需的物質—這使得斷裂
的碎片能夠跨越細胞分裂，最終延續數代。
但這只是它神奇之處的一半。另一半在於修復本身。
Adineta vaga是一種無性繁殖物種，以其對極端基因毒性脅迫的卓越適應能力而聞名。
基因組分析表明，A. vaga利用減數分裂重組在卵子發生過程中促進自發性交叉互換和基
因轉換，並修復DNA損傷後的基因組。數據還支持一種跨代表代DNA修復模型，稱為斷裂誘
導同源延伸修復（BIHER），在該模型中，斷裂的染色體在多世代中逐漸修復。我們的研
究結果表明，減數分裂BIHER與染色體的全著絲粒結構結合，可能是生命在極端環境中生
存的關鍵適應機制。
同源重組（HR）是一種普遍存在的機制，能夠零失真地修復DNA雙股斷裂（DSB）。
它們也表現出對極端環境的驚人耐受性，包括完全乾燥和高劑量電離輻射（IR），後者會
導致染色體上出現數百個雙鏈斷裂（DSB）。
對經輻射處理的克隆 P500 C18 E3 部分修復的染色體缺失進行長奈米孔定序比對，結果
顯示未發現缺失片段遠端連接形成的中間體，顯示在修復過程中缺失邊界並未重新連接。
為了驗證這個假設，我們對 50 個重新連接的中間體進行了電腦模擬，結果表明，如果
實際資料集中存在重新連接的 DNA 序列，則應該在比對結果中檢測到這些序列。
該結果表明，輻射誘導的 DNA 斷裂產生了染色體片段，並且這些片段在完全修復之前
一直處於未連接狀態。
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