日本和美国的一个科学研究小组在最新一期的《科学》杂志上发表文章指出，他们发现了迄今世界上除病毒之外活有机体中最短的染色体。这个染色体属于寄生在木虱科昆虫中的细菌Carsonella，只有16万个碱基对，是迄今发现的最短染色体。

 

    木虱科昆虫是像蚜虫一样只吃植物汁的一种微小昆虫，它拥有一种细菌来为自己合成植物汁不存在的必需成分。Carsonella属于蛋白细菌，像其他大多数细胞共生体一样寄生在细胞内。这些细胞共生体的祖先可能是大肠杆菌。

 

    研究人员发现，和其他的细胞共生体一样，这种蛋白细菌在遗传上具有三个特点：第一，由于几乎丧失了所有的没有编码的DNA片段，因而大大缩短了染色体；第二，在DNA中有大量的核苷酸A和T，相应的其他核苷酸的成分减少了；第三，经历过快速分子进化，也就是说在好几代中提高了DNA变化的速度。

 

    研究人员还发现，这种蛋白细菌在上述第一和第二方面创下了纪录。它的染色体是生活在温水源中的一种名为“骑火球的超级小矮人”的原始细菌的1/3。这个原始细菌寄生在另外一个原始细菌内，而另外一个原始细菌则是共生在蚜虫细胞内的细菌的一种。这两种原核生物染色体的大小在45万—49万碱基对之间。以前，科学家认为它们是最短的染色体。但新发现的蛋白细菌Carsonella只有16万个碱基对，理所当然属于迄今最短的染色体。

 

    研究人员认为，这一发现表明，细胞内共生体的染色体可能会缩减到几乎消失的程度，以前曾是共生细菌的线粒体似乎就发生过这样的变化。线粒体染色体的大小可与Carsonella细菌相比，典型的低级真核生物线粒体染色体的大小在4万—10万个碱基对之间，植物在2万—40万个碱基对之间，动物在1.5万—2万个碱基对之间。

 

    研究人员指出，Carsonella本身在细胞外是不能存活的，只能垂直遗传，即像线粒体一样从母体传到孩子。它保留下的基因，即使考虑到它还可以利用细胞内所有可用的物质，也明显不够维持它的生命。很明显，它是靠宿主细胞完全支持着共生细菌的生命。

 

    研究人员最后得出结论，许多丧失了祖先的Carsonella细菌的基因转移到了宿主细胞的染色体内，并在那里继续发挥作用，从外界吸收必需的物质。因此可以认为，线粒体祖先的基因也可能曾经发生过这样的变化。

 

（转载自《科技日报》）