中美科學家首次繪制高覆蓋度單精子基因圖譜

　　中美科學家首次實現高覆蓋度的單個精子全基因組測序，構建了迄今為止重組定位精度最高的個人遺傳圖譜，并得出基因起始區重組率降低的原因是分子機制而非自然選擇的結論。這一結果將有助于遺傳缺陷規律的探索。相關成果發表在12月21日出版的《科學》雜志上。

　　同源染色體之間的重組是產生生物多樣性的重要機制，兄弟姐妹之間的差異即由這些重組決定。受實驗技術限制，此前科學家只能依賴很多個體的人群來估計重組在群體中發生的頻率，無法具體到個人。

　　本項研究中，研究人員對一名亞洲男子的99個精子進行單細胞全基因組DNA擴增，并對每個精子分別測序。結果顯示，樣品中每個精子細胞經歷大約26.6次重組，與此前人群遺傳研究結果基本一致。人群遺傳研究發現基因區附近的重組率會降低，此次研究表明在個人水平上同樣如此。“證明了這一現象由分子機制決定，而非自然選擇的結果。”課題組成員李瑞強說，這解決了一個困擾學術界多年的問題。

　　此外，他們還發現5%的精子染色體組是非整倍體的，而非整倍體將造成先天性缺陷。李瑞強說，同樣方法可以進行其他生殖細胞的染色體重組定位，這些成果將成為不孕不育癥及遺傳疾病研究的重要理論基礎。

　　《細胞》雜志今年7月發表了斯坦福大學研究人員首次對單個精子細胞染色體重組的研究成果。不同的是，中美科學家使用哈佛大學謝曉亮課題組最新發明的多次退火循環擴增技術(MALBAC)，對重組的定位精度比前者高出幾倍。

　　本研究由北京大學生物動態光學成像中心、生命科學學院、北大—清華生命科學聯合中心李瑞強課題組與謝曉亮課題組合作完成。