布里斯託大學的一支研究團隊，剛剛觀察到了可導致人類感染“非洲昏睡病”的錐蟲（trypanosomes）是如何產生性細胞的。作為一種單細胞寄生蟲、同時也是一種真核生物，減數分裂也是它的一個主要特徵——每個生殖細胞依次從負責傳遞基因的親代生殖細胞分裂出來。

（圖自：Lori Peacock 博士）

傳統的生殖細胞會分裂兩次，以同時產生所有四個性細胞（或gametes / 配子）。比如人類的四個精子，就是由一個單獨的生殖細胞產生的。

但該校生物科學學院的Wendy Gibson 教授帶領的這支研究團隊，卻觀察到了幾個奇怪的特徵，可知這些寄生蟲的細胞並未遵守常規的生物學規則。

研究配圖- 1：布氏錐蟲的減數分裂模型

具體說來是，錐蟲具有兩種獨特的細胞內結構，分別是動質體（環狀DNA 網絡）和醣體（一種包含糖酵解酶的膜封閉細胞器）。

其並不遵循“DNA 忠實轉錄為RNA”的主要法則，而是在生成後返回並編輯一些RNA 轉錄本。

研究配圖- 2：使用抗酪氨酸化α-微管蛋白的YL1/2 抗體鑑定基體

Wendy Gibson 教授解釋稱：與我們熟知的正常細胞生物學規則相比（比如酵母和小鼠），錐蟲的減數分裂方式可謂特立獨行。

在它之外，還有一個奇妙的單細胞生物（原生動物）的世界，但我們對此知之甚少。而錐蟲之所以得到如此多的關注，也因為它們是人類和牲畜易感的一種病原體。

研究配圖- 3：減數分裂過程中線粒體和細胞核的可視化

生物學家認為，在幾十億年前第一個複雜細胞出現之後，有性生殖很早就開始了進化。

性細胞是通過一種被稱作減數分裂的特殊形式產生的，此過程會讓染色體的數量減少一半，因此配子只有一套完整的染色體（而不是兩套）。

研究配圖- 6：HAP2::YFP 的衍生表達

來自兩個配子的染色體組，會在有性生殖的過程中結合，以在後代中產生新的基因組合。而像錐蟲這樣的致病微生物，顯然進化得更傾向於將大量可致病的基因，結合到一個菌株中。

通過對這種過程的深入了解，有助於科學家們了解新型致病微生物菌株是如何產生的，以及耐藥性等特徵是如何在不同菌株之間傳播的。

研究配圖- 8：細胞形態的主成分分析

有關這項研究的詳情，已經發表在近日出版的《通訊生物學》（Communications Biology）期刊上。

原標題為《Sequential production of gametes during meiosis in trypanosomes》。