水蛭、蚯蚓基因大不同 染色體重排指數大解密

中研院助研究員駱乙君的研究團隊，深入探索23種環節動物的基因體變化。（中研院提供／林志成臺北傳真）

中央研究院生物多樣性研究中心助研究員駱乙君的研究團隊，開發「染色體重排指數」作爲研究工具，深入探索23種環節動物的基因體變化，試圖揭開環節動物的染色體在歷經數億年演化後，如何發生意想不到的變化。此研究8月14日發表於《分子生物學與演化》國際期刊。

兩側對稱動物包含果蠅、線蟲、斑馬魚、渦蟲等常見的模式生物，自從這些模式生物的基因體被解序以後，演化生物學家發現這些模式生物的基因體都極度特化。但也有很大一羣的海洋無脊椎生物，包括海膽、文昌魚、扇貝、與紐蟲等，他們的基因體結構則相對保守，五億年來沒有太大的改變。

通常來說，若是有保守的基因體結構，則整個動物門內的物種其基因體都會呈現保守，但若是特化則整個動物門內的物種都會特化，而在環節動物門的研究則發現他們出現演化上少見的特例。

大多環節動物都是海生的，但是有一大類是生活在陸地跟湖泊河川之中。駱乙君的研究團隊開發一個重要指標「染色體重排指數」，並藉此分析了環節動物門中23個染色體層級的基因體，發現大多數環節動物維持了兩側對稱動物的保守基因體結構。但包含水蛭和蚯蚓的羣體，也就是環帶綱的基因體則與其他動物完全不同。

駱乙君的團隊以「染色體重排指數」來量化基因體結構的演化，顯示出水蛭和蚯蚓擁有目前所有已知兩側對稱動物中最高度重排的基因體，並且發現動物的染色體結構可以分爲高度和低度重排兩大類，主要與染色體是否能分裂有關，而轉座因子的獲得與大量基因缺失可能是染色體結構改變的重要因素。本研究將有助於瞭解動物染色體結構大幅重排的相關分子機制。