Flowerpot蛇的DNA修复能力为唐氏综合症等人类遗传疾病提供了见解

The flowerpot snake, one of the world's smallest snakes, has some unusual distinctions. Also known as the Brahminy blind snake, it's the only known snake species with three sets of chromosomes instead of two—and it can reproduce without a mate.

花盆蛇是世界上最小的蛇之一,有一些不同寻常的区别。它也被称为婆罗门盲蛇,是唯一已知的有三组染色体而不是两组染色体的蛇种,而且它可以在没有配偶的情况下繁殖

通过分析花盆蛇的独特基因组,德克萨斯大学阿灵顿分校的科学家们正在揭示这种微小的爬行动物是如何修复其DNA并防止有害突变的。发表在《科学进展》杂志上的研究结果为遗传修复机制提供了宝贵的见解,可以加深我们对人类基因进化的理解

UTA生物学教授Matthew Fujita与来自中国和缅甸的研究人员共同撰写了这篇论文。“这种机制使蛇能够产生与其自身完全相同的基因克隆后代。”

花盆蛇的遗传和生殖怪癖也可能为人类三体综合征(如唐氏综合症)提供见解

藤田说:“例如,我们知道动物很少有多组染色体,但花盆蛇只有三组,而不是正常的两组。”

研究小组利用先进的基因组技术发现,原产于非洲和亚洲的花盆蛇有40条染色体,分为三个亚基因组。这些亚基因组是通过复杂的遗传事件形成的,包括祖先物种的染色体融合。研究人员假设,这种遗传结构使蛇能够在不需要男性伴侣精子的情况下繁殖

科学家们探索的一个主要问题是,这种繁殖策略是否存在进化缺陷。无性物种通常会挣扎,因为它们缺乏基因改组,这有助于随着时间的推移消除有害的突变。然而,花盆蛇似乎已经开发出一种方法来抵消这种风险。研究人员认为,其缓慢但稳定的进化速度有助于限制有害突变的积累

他们还研究了不同花盆蛇种群的遗传变异如何表明亚基因组之间的染色体交换。这些交换似乎平衡了遗传多样性和稳定性——保持足够的变异以适应,同时防止可能破坏繁殖的不相容性

藤田说:“这项研究还揭示了一些意想不到的事情——许多花盆蛇的免疫相关和性选择基因,如参与精子发育的基因,已经失去了功能。”

“这一发现为爬行动物在没有配偶的情况下如何繁殖提供了关键的见解,但它也重塑了我们对无性物种局限性的一些长期看法。花盆蛇并不像研究人员所认为的那样是进化的‘死胡同’,它展示了大自然如何以非凡的方式创新和适应。”