染色體計數：植物學家揭開百年繁殖迷團

花粉粒是開花植物能夠計數染色體的重要部件，miR845就是在花粉粒中表達的。

計數在自然界是至關重要的。計數染色體是大多數動物、植物甚至單細胞生物都具備的能力，以確保其生長發育和繁殖。近日，遺傳學家們揭示了一種使植物能夠計數自身染色體的機制，從而揭開了長達一個世紀的迷團。

能夠計算出一個特定細胞或生物體中遺傳物質的數量，是確保每個細胞在每次分裂後獲得相同基因補充的主要因素。在植物中，阻止個體從繁殖中獲得不平衡的染色體數目的機制，被科學家們稱為「三倍體塊」。

冷泉港實驗室的Rob Martienssen教授、該實驗室的博士後研究人員Filipe Borges領導的研究團隊，以及瑞典烏普薩拉大學的Claudia K?hler博士及其同事共同研究了這一經典問題背後的機制。

他們的研究源自這樣的知識：染色體上覆蓋著通常被稱為轉座子的轉位因子(TEs)，。Martienssen認為「這就引申出一個問題，細胞是否能檢測到轉座子，並通過計算轉座子從而知道染色體的數量？」「有一種可能的方式，與小RNA分子有關，小RNA由細胞產生，以防止轉座子變活躍而發生突變」。

人們認為，easiRNAs通過此連接從營養核轉移到精子中。

Martienssen和Borges發現了一種特殊的小RNA分子，它只出現在開花植物的花粉中，被稱為microRNA 845 (miR845)。在《自然-遺傳學》雜誌上發表的一系列實驗中，研究團隊展示了miR845如何找出並靶向植物基因組中的大多數轉座子，觸發了被稱為「easiRNAs」的次級小RNAs (表觀活化的小干擾RNAs)。

花粉粒擁有的染色體越多，轉座子就越多，從而它在精子中能夠積累的easiRNAs就更多。當精子與雌性配子(卵子)結合形成發育中的種子時，一種計數隨之發生。如果染色體的「劑量」和easiRNAs遠遠失衡，便會觸發三倍體塊，導致種子死亡。

研究團隊提出了此現象背後的機制，即easiRNAs能同時沉默來自母系和父系的印痕基因。從而導致植物的不育。「這一發現可能成為植物育種者的福音」，Martienssen解釋說。他想要找出方法來迴避三倍體塊，進而實現將原本生殖隔離的植物進行雜交。

被「三倍體塊」中止生長的擬南芥種子

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編譯：雷鑫宇 責編：朱凡

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