摘要： 遗传重组是有性生殖的重要概念，测定重组率、进行单倍型分析也是遗传分析的主要手段。那么每次减数分裂会发生多少次重组，在不同个体的不同染色体上的分布规律又如何？这个老问题需要获得更精确和更细节的解答。美国Broad研究所Steven A. McCarroll和Avery Davis Bell团队对20个健康精子捐献者的31,228个配子基因组进行了平均0.01×的低深度单细胞测序，鉴定出813,122个染色体重组和787个非整倍染色体交换(2020年6月3日发表，doi: 10.1038/s41586-020-2347-0)。结果发现在个体间和细胞间，其重组率和变异率的变化比较大。不同捐献者的每个精子平均重组次数在22.2~28.1之间分布，集中发生在远着丝粒区以及距离适度的近着丝粒区，特别是第一次重组更容易发生在远着丝粒区。染色体重组发生的函数是沿减数分裂联会复合体的物理长度发生，而不是基因组的碱基距离。卵母细胞比精母细胞具有更长的联会复合体，因此也会发生更多的交换重组。不同精母细胞的染色体物理长度反映了它们之前的差异高达两倍，意味着染色体更紧密的精母细胞会有较少交换重组。此外，捐赠者的精子非整倍体发生率差异更大，从1.0%~ 4.6%不等，发生染色体丢失是染色体获得的2.4倍。性染色体的非整倍体发生率最高，并更可能在减数分裂I期发生，常染色体则相反。该研究通过大规模单细胞测序分析揭示了减数分裂染色体的可变物理压缩可能决定了个体间和个体内的变异。这种细胞生物学和人类生物学变异之间的相似性，原则上可用于多种环境下的生物学问题分析。