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《基因组研究》：首张猫基因组草图绘就

2007.11.01

猫是研究人类失明和艾滋病模型之一，因此测序结果大有用处

一只名为“肉桂”（Cinnamon）的4岁雌性阿比西尼亚猫有幸成为第一只完成基因组测序草图的猫。它也因此加入了包括狗、小鼠、大鼠以及黑猩猩等在内的基因组“俱乐部”。相关论文11月1日在线发表于《基因组研究》（Genome Research）杂志上。

图片说明：阿比西尼亚猫是科学家研究失明的模型之一。
（图片来源：Corbis）

该测序工作得到的还是一个粗略的草图——仅包含“肉桂”60%的全基因序列（A，C，T，G），其间还有很多空缺。尽管所得的结果并不完美，但领导研究的美国国立癌症研究所（NCI）的遗传学家Stephen O’Brien表示，错误的几率不会超过1%。

值得一提的是，该研究仅花费了1000万美元，而所获得的数据对一些类型的研究而言，已经足够好了。O’Brien表示，该项研究的策略应该成为在缺乏足够支持的情况下，进行基因组测序的典范。

毫无疑问，新的测序工作将促进与猫类特征和疫病相关的基因研究。比如，今年早些时候，根据当时的测序结果，O’Brien小组发现了一个与“肉桂”幼年失明相关的基因突变，它在阿比西尼亚猫中十分普遍，会造成一种名为色素性视网膜炎（retinitis pigmentosa）的疾病。

通过将很长的DNA序列分割成较小的片断并用机器进行解码，研究人员得到了猫的基因组图。不过，这种方法很容易遗失掉一些部分。为了保证研究覆盖到整个基因组，科学家往往会对全基因组片断进行多次测序，由于每次测序的分割位置可能不同，因此这种方法最大程度上保证了遗传信息的完整。

具体到对“肉桂”的研究，科学家共测定了大约50亿个碱基对，这一数字是它具有27亿个碱基对的基因组的1.9倍。与此相比，人类基因组测序了7倍，狗的基因组测序达到了7.5倍。

在此之后，研究人员还要将测定的序列按原先的顺序排列起来，一般情况下，只要通过不同片断序列交叠的部分就能够进行重新组合，但对于此次研究来说，猫的基因序列交叠部分太少了，因此难度很大。作为一种“捷径”，O’Brien和NCI的生物信息学家Joan Pontius依照狗和人类基因组的相似部分，将猫较短的DNA片断排列了起来。这种方法大大节省了他们的时间和劳动。

该研究小组一共鉴别出20285个基因，并得到3.27万个单碱基差异的图谱。这些信息目前可以开放获取：http://lgd.abcc.ncifcrf.gov/。

由于猫是科学家研究人类失明和艾滋病的模型之一，因此，新的测序结果可能大有用处。不过，一些科学家认为，随着基因测序成本的不断降低，获得物种的基因草图并没有多少亮点。美国马里兰大学的计算生物学家Steven Salzberg表示，“这就好比读一本书，但你只能读到每句话的一半。”

不过，明年早些时候Salzberg的愿望可能就会实现，因为到那时，一份完整的“肉桂”基因组将会出炉，它可能要比狗的基因测序结果更加完美。

（《基因组研究》（Genome Research），17, 1675–1689（2007），Joan Pontius, Stephen O’Brien）

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猫基因组测序

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周锦帆