Cell惊人发现：一种单细胞生物基因组以约25万碎片形式存在

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导读：新研究发现一种单细胞生物Oxytrichatrifallax能够将自己的DNA分解成近25万份碎片，而当它们进行交配时又能够快速重装这些碎片，整个过程需要约60个小时。Oxytrichatrifallax有望成为用于研究在癌症发生期间染色体是如何分解和重组的模型生物。
近日，《Cell》杂志上的一项研究发现，一种生活在池塘中的单细胞原生动物Oxytrichatrifallax能够将自己的DNA分解成近25万份碎片，而当它们进行交配时又能够快速重装这些碎片。

参与该研究的普林斯顿大学的LauraLandweber教授说：“Oxytrichatrifallax拆分和重组基因组的能力是异常强大，过程非常复杂。这种存在于看似简单的单细胞生物体内复杂的机制从一方面解释了地球上生物的多样性。其实，自然界也有其它基因拼接相关的例子。但是Oxytrichatrifallax的复杂程度是目前为止最令人震惊的。”

研究人员说：“生活就是这样的复杂而新奇，一个细胞也可以给我们带来巨大的惊喜。”

Oxytrichatrifallax体内的基因组是以成千上万的基因片段形式存在的，等到交配时，Oxytrichatrifallax在体内搜索这些乱七八糟的基因片段，然后将超过22.5万的基因碎片重新拼凑起来。这个过程需要约60个小时。

Oxytrichatrifallax与其它的微生物不同，它的体积约是一个典型的人类细胞的10倍。此外，它还包含了两个细胞核，而大多数的单细胞只有一个细胞核。Oxytrichatrifallax将活跃的DNA保存在工作细胞核（workingnucleus）内，另一个细胞核用于储存传给下一代的遗传物质，称为生殖细胞核（germ-linenucleus）。生殖细胞核的基因组经历拆分、重建，为下一代产生一个新的工作细胞核。
交配过程中，两个Oxytrichatrifallax融合到一起，各自分享一半遗传信息。每个细胞用新的基因取代衰老的基因，随后，两个细胞都重建了一个新的工作细胞核。像科幻小说中一样，Oxytrichatrifallax通过交换掉衰老的遗传物质，阻止衰老。

还有一点让人印象深刻的是，Oxytrichatrifallax包含约1.6万个染色体（人类仅有46个），它的大多数染色体只有一个单独的基因，但这一单个基因可以由来自任何地方的1-245个DNA片段重组而来。

从实用性方面来看，尽管肿瘤细胞的染色体动力学混乱且不可预测，但Oxytrichatrifallax提供了染色体有序重建的模型。Oxytrichatrifallax可以作为一种模型生物，用来研究复杂生物（比如人类）在癌症发生期间染色体是如何分解和重组的。