中国科技网·科技日报天津9月17日电（记者孙玉松 通讯员赵习钧）记者17日获悉，天津大学元英进教授团队对自主设计合成的5号酿酒酵母环状染色体，首次实现基因组重排。这一研究为探索环形染色体结构变异和功能提供了新的研究思路和模型。最新一期上线的国际学术期刊《自然·通讯》刊发了该研究成果。

据介绍，染色体结构变异对生物性状多样性具有重要影响。常见的真核生物染色体一般都是成线性的棒状结构，而人类某些染色体发生变异后也会出现“成环”现象。染色体环化与癌症、癫痫、智力发育迟缓、白血病等多种疾病的发生密切相关。目前对环形染色体结构变异及所产生表型的认知相对匮乏。

元英进教授团队以此前人工合成的酿酒酵母环形5号染色体为研究对象，利用SCRaMbLE基因组重排系统对其进行基因组重排，发现环形染色体不同于线性染色体的多种结构性变化。研究人员选择了抗癌活性化合物—紫色杆菌素前体物（PDV）作为目标性状，通过多轮基因组重排来探究染色体结构变异对细胞功能的影响。

研究发现，环形染色体基因组重排过程中会连续产生复杂的基因组结构变异和表型优化，重排后自身产生更多的非对称性结构变异。在经过第一轮诱导重排后检测到29种非天然存在的新型结构变异，在两轮连续诱导重排后增加到47个；多轮实验后共计检测到53种新型结构变异。经过5次连续诱导重排后，所获得环形染色体的长度比原始染色体增加了一倍以上。将第一轮重排染色体中检测到的29个结构变异分别导入细胞中，在其中11种当中筛选得到了PDV合成产量提升的菌株。

该研究证明，环形染色体在基因组重排过程中通过修改染色体数目和结构可以持续产生染色体结构变异和细胞表型增强，进而推动基因组的进化，为理解DNA基因型与生物表型关系提供了有效的研究模型，也为人类研究攻克基因类遗传病提供了新的研方向。

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（编辑 赵晖 刘嘉）