摘要：每一種現(xiàn)代哺乳動(dòng)物，從鴨嘴獸到藍(lán)鯨，都是生活在1.8億年前的共同祖先的后代。
每一種現(xiàn)代哺乳動(dòng)物，從鴨嘴獸到藍(lán)鯨，都是生活在1.8億年前的共同祖先的后代。我們對(duì)這種動(dòng)物了解不多，但一個(gè)國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)通過(guò)計(jì)算重建了它的基因組組織。這項(xiàng)研究發(fā)表在9月30日的《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》上。
圖1 國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)計(jì)算重建了哺乳動(dòng)物共同祖先的基因組組織（圖源：[1]）
“我們的研究結(jié)果對(duì)理解哺乳動(dòng)物的進(jìn)化和保護(hù)工作具有重要意義，”加州大學(xué)戴維斯分校(University of California, Davis)進(jìn)化和生態(tài)學(xué)杰出教授、論文的資深作者哈里斯·盧因(Harris Lewin)說(shuō)。
研究人員提取了來(lái)自32個(gè)現(xiàn)存物種的高質(zhì)量基因組序列，代表了26個(gè)已知哺乳動(dòng)物目中的23個(gè)。它們包括人類和黑猩猩、袋熊和兔子、海牛、家養(yǎng)牛、犀牛、蝙蝠和穿山甲。該分析還將雞和揚(yáng)子鱷的基因組作為對(duì)比組。其中一些基因組是作為地球生物基因組計(jì)劃和其他大規(guī)模生物多樣性基因組測(cè)序工作的一部分產(chǎn)生的。Lewin是地球生物基因組計(jì)劃工作組的主席。
該研究的第一作者、加州大學(xué)戴維斯基因組中心的博士后研究員瓊娜·達(dá)瑪斯說(shuō)，重建表明，哺乳動(dòng)物的祖先有19條常染色體，這條染色體控制著有機(jī)體在性鏈接染色體控制之外的特征的遺傳，(這些染色體在大多數(shù)細(xì)胞中成對(duì)，總共38條)加上兩條性染色體。該團(tuán)隊(duì)在所有32個(gè)基因組中確定了1215個(gè)基因塊，這些基因塊始終以相同的順序出現(xiàn)在同一條染色體上。Damas說(shuō)，所有哺乳動(dòng)物基因組的這些組成部分含有對(duì)發(fā)育正常胚胎至關(guān)重要的基因。
圖2 重建哺乳動(dòng)物系統(tǒng)的16個(gè)祖先核型（圖源：[1]）
染色體穩(wěn)定超過(guò)3億年
研究人員在哺乳動(dòng)物祖先身上發(fā)現(xiàn)了9條完整的染色體或染色體片段，它們的基因順序與現(xiàn)代鳥(niǎo)類的染色體相同。
Lewin說(shuō):“這一非凡的發(fā)現(xiàn)表明，在超過(guò)3.2億年的進(jìn)化時(shí)間框架中，染色體上基因的順序和方向的進(jìn)化穩(wěn)定性。”
相比之下，這些保守塊之間的區(qū)域包含更多的重復(fù)序列，更容易發(fā)生斷裂、重排和序列重復(fù)，這是基因組進(jìn)化的主要驅(qū)動(dòng)因素。
圖3 人類、牛和懶猴系哺乳動(dòng)物祖先染色體的進(jìn)化（圖源：[1]）
“祖先基因組的重建對(duì)于解釋基因組的選擇壓力在哪里以及為什么會(huì)發(fā)生變化至關(guān)重要。這項(xiàng)研究在染色質(zhì)結(jié)構(gòu)、基因調(diào)控和連鎖保護(hù)之間建立了明確的關(guān)系，”德克薩斯農(nóng)工大學(xué)的威廉·墨菲教授說(shuō)，他不是這篇論文的作者。“這為評(píng)估自然選擇在哺乳動(dòng)物生命樹(shù)染色體進(jìn)化中的作用提供了基礎(chǔ)。”
研究人員能夠從共同的祖先沿著時(shí)間向前追蹤祖先染色體。他們發(fā)現(xiàn)，染色體重排的速度在哺乳動(dòng)物譜系之間有所不同。例如，在反芻動(dòng)物譜系(導(dǎo)致了現(xiàn)代牛、羊和鹿)中，6600萬(wàn)年前，當(dāng)小行星撞擊滅絕了恐龍并導(dǎo)致哺乳動(dòng)物的崛起時(shí)，它們的重新排列加速了。
作者說(shuō)，這些結(jié)果將有助于理解在過(guò)去1.8億年里，哺乳動(dòng)物在不斷變化的地球上繁榮發(fā)展的適應(yīng)背后的基因。
參考資料：
[1] Evolution of the ancestral mammalian karyotype and syntenic regions
摘要：每一種現(xiàn)代哺乳動(dòng)物，從鴨嘴獸到藍(lán)鯨，都是生活在1.8億年前的共同祖先的后代。
每一種現(xiàn)代哺乳動(dòng)物，從鴨嘴獸到藍(lán)鯨，都是生活在1.8億年前的共同祖先的后代。我們對(duì)這種動(dòng)物了解不多，但一個(gè)國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)通過(guò)計(jì)算重建了它的基因組組織。這項(xiàng)研究發(fā)表在9月30日的《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》上。
圖1 國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)計(jì)算重建了哺乳動(dòng)物共同祖先的基因組組織（圖源：[1]）
“我們的研究結(jié)果對(duì)理解哺乳動(dòng)物的進(jìn)化和保護(hù)工作具有重要意義，”加州大學(xué)戴維斯分校(University of California, Davis)進(jìn)化和生態(tài)學(xué)杰出教授、論文的資深作者哈里斯·盧因(Harris Lewin)說(shuō)。
研究人員提取了來(lái)自32個(gè)現(xiàn)存物種的高質(zhì)量基因組序列，代表了26個(gè)已知哺乳動(dòng)物目中的23個(gè)。它們包括人類和黑猩猩、袋熊和兔子、海牛、家養(yǎng)牛、犀牛、蝙蝠和穿山甲。該分析還將雞和揚(yáng)子鱷的基因組作為對(duì)比組。其中一些基因組是作為地球生物基因組計(jì)劃和其他大規(guī)模生物多樣性基因組測(cè)序工作的一部分產(chǎn)生的。Lewin是地球生物基因組計(jì)劃工作組的主席。
該研究的第一作者、加州大學(xué)戴維斯基因組中心的博士后研究員瓊娜·達(dá)瑪斯說(shuō)，重建表明，哺乳動(dòng)物的祖先有19條常染色體，這條染色體控制著有機(jī)體在性鏈接染色體控制之外的特征的遺傳，(這些染色體在大多數(shù)細(xì)胞中成對(duì)，總共38條)加上兩條性染色體。該團(tuán)隊(duì)在所有32個(gè)基因組中確定了1215個(gè)基因塊，這些基因塊始終以相同的順序出現(xiàn)在同一條染色體上。Damas說(shuō)，所有哺乳動(dòng)物基因組的這些組成部分含有對(duì)發(fā)育正常胚胎至關(guān)重要的基因。
圖2 重建哺乳動(dòng)物系統(tǒng)的16個(gè)祖先核型（圖源：[1]）
染色體穩(wěn)定超過(guò)3億年
研究人員在哺乳動(dòng)物祖先身上發(fā)現(xiàn)了9條完整的染色體或染色體片段，它們的基因順序與現(xiàn)代鳥(niǎo)類的染色體相同。
Lewin說(shuō):“這一非凡的發(fā)現(xiàn)表明，在超過(guò)3.2億年的進(jìn)化時(shí)間框架中，染色體上基因的順序和方向的進(jìn)化穩(wěn)定性。”
相比之下，這些保守塊之間的區(qū)域包含更多的重復(fù)序列，更容易發(fā)生斷裂、重排和序列重復(fù)，這是基因組進(jìn)化的主要驅(qū)動(dòng)因素。
圖3 人類、牛和懶猴系哺乳動(dòng)物祖先染色體的進(jìn)化（圖源：[1]）
“祖先基因組的重建對(duì)于解釋基因組的選擇壓力在哪里以及為什么會(huì)發(fā)生變化至關(guān)重要。這項(xiàng)研究在染色質(zhì)結(jié)構(gòu)、基因調(diào)控和連鎖保護(hù)之間建立了明確的關(guān)系，”德克薩斯農(nóng)工大學(xué)的威廉·墨菲教授說(shuō)，他不是這篇論文的作者。“這為評(píng)估自然選擇在哺乳動(dòng)物生命樹(shù)染色體進(jìn)化中的作用提供了基礎(chǔ)。”
研究人員能夠從共同的祖先沿著時(shí)間向前追蹤祖先染色體。他們發(fā)現(xiàn)，染色體重排的速度在哺乳動(dòng)物譜系之間有所不同。例如，在反芻動(dòng)物譜系(導(dǎo)致了現(xiàn)代牛、羊和鹿)中，6600萬(wàn)年前，當(dāng)小行星撞擊滅絕了恐龍并導(dǎo)致哺乳動(dòng)物的崛起時(shí)，它們的重新排列加速了。
作者說(shuō)，這些結(jié)果將有助于理解在過(guò)去1.8億年里，哺乳動(dòng)物在不斷變化的地球上繁榮發(fā)展的適應(yīng)背后的基因。
參考資料：
[1] Evolution of the ancestral mammalian karyotype and syntenic regions
