科学家绘制北美绿蜥蜴基因组框架图

上一篇 / 下一篇  2011-09-07 16:34:24

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  来自美国、瑞典和英国的研究人员近日在《自然》(Nature)在线版上公布了北美绿蜥蜴(Anolis carolinensis)的基因组框架图。这也是首个非禽类爬行动物的序列,有助于了解脊椎动物的进化。

  绿蜥蜴是最受欢迎的宠物蜥蜴之一,生长迅速,长成后体型大,驯养后性情温和。该项研究不仅提供了绿蜥蜴本身的生物学信息,同时也为近亲的蜥蜴物种以及更广的羊膜动物谱系中动物的进化提供线索。通过新的蜥蜴基因组与鸟类和哺乳动物的比较,研究小组发现了与羊膜动物卵发育相关的基因和蛋白快速进化的证据。

  尽管过去几年多种鸟类和哺乳动物的基因组经过了测序,但绿蜥蜴是第一个被测序的非禽类爬行动物。该物种原产于美洲,在爬行动物研究中常作为模式生物。研究人员认为,有了蜥蜴基因组序列,他们可对羊膜动物谱系进行基因组比较。

  他们在文中写道:“蜥蜴A. carolinensis的基因组填补了一个重要缺口,实现了羊膜动物基因组的更可靠进化分析。”

  研究人员利用全基因组鸟枪法Sanger测序,追踪了一只来自南卡罗莱纳州的雌性绿蜥蜴的基因组,共1.78 Gb。他们还利用一只雄蜥蜴构建了细菌人工染色体克隆,并根据这些数据来锚定和装配基因组序列。

  研究小组预计蜥蜴基因组约有17,472个蛋白编码基因以及超过2,900个RNA基因。新的基因组包含大量的串联重复和转座元件,而LINE和SINE等移动元件占据了基因组序列的30%左右。

  蜥蜴基因组与鸡基因组的比较显示绿蜥蜴经历了相对很少的重排,仍然包含数百个鸡基因组中的合成模块。研究小组还看到了蜥蜴和鸡的小染色体的共线性。但是,尽管鸡的小染色体一般包含较少的重复,且富含GC,但蜥蜴小染色体中的重复并不特别低,也不富含GC。

  研究人员还发现蜥蜴的性染色体模式似乎与鸟类不同。鸟类有着ZW性染色体,而雄性和雌性蜥蜴的数据表明,蜥蜴已经进化成XY染色体,与大部分哺乳动物更为相似。

  蜥蜴基因组与其他8种脊椎动物序列的比较揭示出其他脊椎动物中绿蜥蜴基因的许多同源物。但是研究人员还发现了一些基因,它们存在于爬行动物中,却在哺乳动物中丢失。其中有11个基因参与了色彩视觉,还有一些基因则参与了孵蛋。

  研究小组还利用遗传数据和质谱实验来查看蜥蜴蛋中的蛋白含量,他们发现了一些证据,表明卵蛋白在羊膜动物谱系中特别快地进化,导致蜥蜴和鸡之间多个卵相关基因和蛋白的差异。

  尽管研究人员已经从蜥蜴基因组中获得了不少信息,但他们强调,还需要更多的基因组序列,以确定A. carolinensis的遗传学在其他蜥蜴物种中如何具有代表性,以及如何从整体上填补爬行动物谱系的缺口。


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