就染色体而言，X和Y不太可能成为一对。X染色体很大，包含成千上万对生命至关重要的基因。相比之下，字母Y只不过是一个小点。

它的主要作用是为开始男性发育和制造精提供指示。然而，这两种截然不同的染色体必须一起工作，才能在减数分裂(产生精和卵子的细胞分裂的特殊形式)中相遇并正确配对。

这是如何发生的几十年来一直是个谜。但是斯隆凯特琳学院的科学家们现在已经找到了答案。答案包括一些非常有意的破坏和重新结合的DNA。

分裂是减数分裂的主题。在这个过程中，我们从母亲那里得到的每一条染色体和从父亲那里得到的每一条染色体以及两个交换段都是一致的。

在这种交换发生之前，染色体中的DNA必须被故意破坏。交换的区域是“同源的”——它们在染色体上的相同位置被发现，包含相同的基因(尽管每个基因的特定DNA序列可能略有不同)。

同源重组对雄性来说更具挑战性，因为大多数X染色体没有配对。事实上，在已经很小的Y染色体中，只有非常小的一部分与X有任何同源性。

这个区域被称为假常染色体区域(PAR)，它对确保X和Y进入不同的精细胞至关重要。

长期以来，科学家们就知道PAR的片段断裂和交换的速度远远超出了人们对其大小的预期。

在大多数染色体上，DNA双链断裂通常每1000万个碱基对发生一次。老鼠体内的PAR小于该尺寸的1/10，但它仍然能够成功地经历频繁的双链断裂。”

斯科特·基尼，纪念斯隆凯特琳癌症中心的分子生物学家

在5月27日发表在《自然》(Nature)杂志上的一项新研究中，基尼博士和同事们——包括分子生物学家洛朗·阿夸维娃(Laurent Acquaviva)和长期合作伙伴玛丽亚·贾辛(Maria Jasin)——展示了这一现象是如何发生的。

他们发现，X和Y正确配对的关键是PAR区的重复DNA序列，它会吸引一些双链断裂相关的蛋白质到这个区域。

这些被阿奎维瓦博士称为“斑点”的蛋白质簇改变了这一区域的染色体结构，使PAR变成了(作者们所说的)“雄性小鼠基因组中双链断裂形成最热的区域”。

类似的斑点也出现在已发表研究的图片中。

但是，作为基尼实验室的博士后研究员、该项目的首席研究员和论文的共同通讯作者，阿夸维瓦博士是第一个定义这些团块中有什么，并将它们与该区域的超积累的双链断裂连接起来的人。

“乍一看，如果实验失败，这些斑点就像你在显微镜下看到的一样一团糟，”Acquaviva博士说。

“但结果证明，它们在数量、时间和位置上是完全可以预测的，所以很明显，实际上它们是细胞有意构建的非常复杂的结构。”

事实上，他说，这些斑点是理解PAR DNA如何以短环的形式与染色体的主链线轴相连的关键。

虽然X染色体也有相同的重复的DNA序列，两个X染色体在女性减数分裂通常不会在这个区域重组。

为什么不呢?滑雪科学家表示，这是因为X轴的其他区域之间的配对倾向于首先发生，并直接对抗PAR的断裂。

这种吸收超过预期份额的dna断裂蛋白的策略可能并不局限于PAR区域。

在本月初发表的一篇论文中，Keeney实验室表明芽殖酵母中的小染色体也采用了类似的策略。

这些在老鼠身上取得的新发现，是SKI的基尼实验室和Jasin实验室长期合作的最新成果。她说:“斯科特和我开始合作是在1997年，那时他刚加入滑雪队。”

这将是我们第40次在一起。这是对滑雪协作氛围的致敬。”

事实上，与新论文一同发表的一篇社论是由前合作研究员弗朗西斯卡·科尔(Francesca Cole)撰写的，她现在是MD安德森癌症中心的一名教员。

Drs。Jasin和Keeney都对同源重组感兴趣，但他们的合作带来了互补的专业知识。

Jasin博士是哺乳动物双链断裂修复专家，Keeney博士是酵母如何进行减数分裂的专家。

上个月，该团队的第39篇论文发表在《分子细胞》杂志上。在这本书中，他们对如何修复双链断裂进行了最详细的研究。

Jasin博士说:“我希望它能改变关于DNA链在减数分裂重组过程中如何移动的教科书版本。”

“但仍有许多令人兴奋的问题有待解决。”换句话说，请继续关注这个科学家团队的最新消息。