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The scientist：近期最受关注的基因组测序 TOP4

2015.5.25

　　The scientist杂志集中盘点了近期最受关注的一些基因组测序成果，中国学者的草鱼基因组测序格外引人注目。

　　种属：猛犸象（Mammuthus primigenius）

　　基因组：~4 billion bp

　　研究人员从距今四万多年的猛犸象残骸提取DNA，测序并组装了迄今为止最完整的两个猛犸象基因组，揭示了这种动物在灭绝前不久的遗传学多样性。这项研究发表在四月二十三日的Current Biology杂志上。

　　这项研究中的一个基因组来自西伯利亚的猛犸象软组织，距今大约45,000年。另一个基因组来自于俄罗斯北部弗兰格尔岛的一颗猛犸象臼齿，距今大约4,300年。据估计猛犸象是在大约四千年前灭绝的，弗兰格尔岛是最后一批猛犸象生活的地方，弗兰格尔岛猛犸象的基因组代表了这个种群的衰落时期

　　基因组分析表明，弗兰格尔岛猛犸象从父母那里继承到了不少相同的DNA片段，大约占基因组的23%，这说明它的父母是有血缘关系的。而在更为古老的西伯利亚猛犸象中，这样的区域还不到基因组的1%。

　　“弗兰格尔岛猛犸象是世界上最后一批猛犸象，与更古老的猛犸象相比，它们的遗传多样性明显比较低，”文章的共同作者，瑞典自然历史博物馆的Love Dalen说。

　　完全的猛犸象基因组再次点燃了一些人复活猛犸象的梦想，不过“还有重要的伦理问题需要考虑，”文章的另一位共同作者Eleftheria Palkopoulou说。

　　种属：熊蜂Bombus terrestris和Bombus impatiens

　　基因组：~250 million bp

　　一个跨国研究团队在四月二十四日的Genome Biology杂志上发布了两个完整的熊蜂基因组。人们可以在此基础上对这些重要的传粉者进行深入的遗传学研究。

　　“越来越多的健康威胁在影响着全球的熊蜂种群。加深我们对熊蜂的生物学认识是非常重要的，”Illinois State大学的生态学家Ben Sadd指出。

　　熊蜂的社会性没有蜜蜂高，研究人员比对了熊蜂与蜜蜂（Apis mellifera）的基因组，希望找到社会性的遗传学基础。他们比较了与发育、解毒、免疫应答、基因调控等过程有关的基因。研究显示，人们预期的社会行为、激素和免疫应答基因，在熊蜂和蜜蜂之间是高度保守的。

　　“这些基因相当保守，与社会化水平没什么关系，”文章的共同作者，瑞士日内瓦大学的遗传学家Robert Waterhouse说。

　　不过，熊蜂和蜜蜂的microRNA（miRNA）图谱存在显著的差异。在蜜蜂A. mellifera已知的219个miRNA中，有103个miRNA不存在于熊蜂体内。研究人员认为，这些蜜蜂独有的miRNA至少是产生社会化差异的一部分原因。（原文：The genomes of two key bumblebee species with primitive eusocial organization）

　　种属：627种分枝杆菌噬菌体

　　匹兹堡大学的微生物学家Graham Hatfull领导研究团队，对627种有着共同宿主的噬菌体进行了全基因组分析和比较。总共有2,664名本科生参与了这个SEA-PHAGES项目。这是同类研究中规模最大的，相关论文发表在四月二十八日的eLife杂志上。

　　这些噬菌体分离自分枝杆菌Mycobacterium smegmatis，它是结核分枝杆菌的近亲。两千多名学生分离、分析并命名了这些噬菌体。这项研究获得了很大的基因组库，足以对整个群体做出科学结论。

　　“我们通过这项研究更深入的理解了噬菌体群体的复杂性，”Hatfull说。聚类分析揭示了28个有明显亲缘关系的噬菌体亚群。研究人员还发现噬菌体含有其他微生物的基因，它们的基因组总是处于流通状态。（原文：Whole genome comparison of a large collection of mycobacteriophages reveals a continuum of phage genetic diversity）

　　种属：草鱼（Ctenopharyngodon idellus）

　　基因组：1.07 billion bp

　　草鱼是全球最重要的淡水养殖品种之一。中科院、中山大学等机构的研究人员完成了首个草鱼基因组草图，这一成果发表在五月四日的Nature Genetics杂志上。他们通过全基因组鸟枪测序，组装了一条雄性草鱼和一条雌性草鱼的基因组，注释了雌性草鱼基因组的27,263个蛋白编码区域。

　　草鱼与斑马鱼亲缘关系最近。研究显示，这两种鱼的分歧时间大约在四千九百万年到五千四百万年前，而且草鱼的一个染色体似乎是两个斑马鱼染色体连接形成的。

　　草鱼在成熟过程中会从食肉转变为食草，研究人员分析了发生在这一过程中的遗传学改变。举例来说，涉及类固醇合成的基因在肝脏中会增加32倍。

　　“草鱼基因组序列将提供关键的技术支持，帮助我们理解重要的发育特征和育种的遗传学改良，”文章的通讯作者之一，中科院上海生科院植物生理生态研究所的韩斌（Bin Han）院士说。（原文：The draft genome of the grass carp (Ctenopharyngodon idellus)provides insights into its evolution and vegetarian adaptation）

基因组基因研究猛犸象

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The scientist：近期最受关注的基因组测序 TOP4

周锦帆