克隆繁殖是动物、植物、大型藻类和真菌中广泛存在的一种遗传策略。有性繁殖的后代通过产生迭代模块或分株而无限生长,因此它们的年龄难以确定。年龄和寿命是研究有机体统计学和生活史演化的关键参数。而克隆物种的年龄和寿命是研究有机体统计学和生命史演化的关键参数,但基因型年龄一直是一个重大挑战。
德国基尔亥姆霍兹海洋研究中心提出了一种基于固定体细胞基因变异累积的新型分子时钟。这种时钟利用了克隆物种中固定体细胞基因变异(SoGV)在分株之间的分离。通过随机模型,研究者证明固定体细胞遗传变异的累积在滞后阶段后将接近线性,与有丝分裂突变率和无性繁殖时间无关。随着干细胞群体规模的减少、用于形成新模块的初始细胞数量减少以及对称和非对称细胞分裂比例的变化,滞后阶段将被缩短。研究人员对栽培的鳗草(Zostera marina)基因的体细胞进行了遗传时钟校准(分别为4年和17年)。在包含20个鳗草种群的全球数据集中,基因体年龄最长可达1,403年。
这种体细胞遗传时钟适用于所有初始细胞数量较少的多细胞克隆物种,研究克隆物种的数量统计学和种群动态,为研究寿命开辟了新的研究途径。(王琳 编译)