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目前為止世界上最大的基因體,是人類的50倍大!

 

圖片來源:Nature

記得我在讀研究所時,那時候找到一個基因、選殖出來、定序完成,就可以發一篇不錯的期刊論文,當然也可以順利畢業了。現在,定序完一個生物的基因體是可以發論文,但是能發到哪裡,就要看那個生物的基因體有沒有什麼特別的地方。如果沒有,那大概就是「能發表」的等級了...唉,這世道...

最近西班牙巴塞隆納植物研究所完成了一個蕨類的基因體。這個蕨類生長在紐西蘭及其周邊的群島上,稱為Tmesipteris oblanceolata,俗名是「fork fern」。

別看它又小又不起眼,這個蕨類擁有目前所知最大的基因體:160 Gpbs。160 Gpbs有多大呢?大概是人的基因體的50倍,比先前紀錄保持者Paris japonica大了7%。

事實上,隨著科技的發展,我們已經完成了不少生物體的基因定序,也發現真核生物基因體大小的差異極大。最小的微小的微孢子蟲(Encephalitozoon intestinalis )只有2.6 Mbp,而這次的蕨類竟然到達了160 Gbps。這種基因體大小的巨大差異被稱為「C值悖論」(C-value paradox)或「C值謎團」(C-value enigma),指的是基因體大小與生物體複雜性之間的關連性出現明顯的脫節。簡單來說,就是基因體大的生物沒有一定會比較複雜。

過去在植物中發現的超大基因體,是存在於單子葉植物的百合科(Liliaceae)和黑藥花科(Melanthiaceae)家族中;這次的發現,讓蕨類也加入了超大基因體俱樂部。

Tmesipteris oblanceolata被認為是八倍體,染色體為 416 條 (2n = 416)。雖然研究團隊沒辦法取得細胞學資料做為佐證,但是之前 Braithwaite (1986, 1988) 的研究曾指出 T. oblanceolata 的兩個亞種皆為八倍體 (2n = 8x = 416)。

研究不同生物的基因體,常常可以讓我們有意外的發現。過去許多植物基因體的研究都發現,植物的基因體常有大量的重複序列。這次這個蕨類可能也不例外,當然,還需要更多的研究來確認這部分的資訊。

參考文獻:

Fernández, P. et al. A 160 Gbp fork fern genome shatters size record for eukaryotes . iScience https://doi.org/10.1016/j.isci.2024.109889 (2024).

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