27、哺乳动物进化中脆弱区域的有限寿命

哺乳动物进化中脆弱区域的有限寿命

在基因组进化领域，一个关键问题是是否存在脆弱区域（重排热点），使得染色体重排反复发生。尽管近期多数研究支持哺乳动物基因组中存在脆弱区域，但一项全面的系统基因组学研究却对此提出了质疑。本文将深入探讨这一争议，并介绍相关的研究模型和实验结果。

研究背景与模型争议

在 1970 年，Susumu Ohno 提出了随机断裂模型（RBM），该模型认为哺乳动物基因组中不存在重排热点。1984 年，Nadeau 和 Taylor 为 RBM 奠定了统计基础，并证明其与人类和小鼠的染色体结构相符。此后的二十年里，RBM 逐渐成为染色体进化的主流理论。

然而，2003 年 Pevzner 和 Tesler 提出了脆弱断裂模型（FBM），反驳了 RBM。FBM 认为哺乳动物基因组由脆弱区域和稳定区域组成，重排主要发生在占基因组一小部分的脆弱区域。虽然对 RBM 的反驳引发了争议，但后续许多研究都支持了 FBM。

Ma 等人在 2006 年的研究通过分析多个基因组构建了高分辨率的同线性模块，结果表明断点重复使用有限，这与 FBM 相悖，导致研究人员产生分歧，并提出了调和这些矛盾结果的挑战。

不同的染色体进化模型具有不同的统计特征，可以通过各种测试进行验证。例如，RBM 暗示同线性模块大小呈指数分布，与人类 - 小鼠同线性模块相符，但在“成对断点重复使用”测试中不成立。为了利用多个基因组的信息，本文引入了“多物种断点重复使用”测试，并发现 RBM 和 FBM 都无法通过该测试。

周转脆弱断裂模型（TFBM）

为了解决上述矛盾，本文提出了周转脆弱断裂模型（TFBM），它是 FBM 的扩展，