The Scientist:最热门基因组研究

2013-9-10 13:43 来源: 生物通
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  The Scientist杂志是由科学信息研究所(ISI,现为汤姆森路透科技集团)的创始人Eugene Garfield于1986年创办的一份双周刊报纸,后又转变为一本每月出版的杂志,同时伴有每日更新的在线新闻。主要刊登生命科学相关信息,并帮助科学家分析研究的,以协助决策影响他们的工作生活。鉴于近年来基因组研究越来越受到关注,因此The Scientist杂志推出了“Genome Digest”,与大家分享热门的基因组研究成果。

  1.科学家们完成了捻转血矛线虫的基因组及转录组测序研究,这种寄生虫极大的影响了养羊业的发展,据调查我国山、绵羊赢患捻转血矛线虫病的比例高达50%-93.85%。

  捻转血矛线虫属毛圆科(Trachostrongylidae)血矛属(Haemonchus)线虫,寄生于羊的真胃和小肠前段,引起贫血综合症,造成感染羊贫血、消瘦和衰弱,甚至死亡。

  最新研究显示这种线虫的基因组共具有3.2亿对碱基,相关信息数据将有助于防治这种寄生虫疾病。

  E. Schwarz et al., “The genome and developmental transcriptome of the strongylid nematode Haemonchus contortus,” Genome Biology, doi:10.1186/gb-2013-14-8-r89, 2013.

  2.一组研究人员揭示了蝙蝠长寿之谜。“布氏鼠耳蝠”是一种小蝙蝠,寿命在40年以上。研究人员报告了这种蝙蝠的基因组序列,同时通过将这一基因组与其他脊椎动物基因组相比较,他们提出了在回声定位、视觉和长寿中有可能起重要作用的蛋白。

  研究人员还将这一基因组与能够进行回声定位的宽吻海豚进行了对比,发现在四种蛋白上存在相似性,其中两种蛋白见于内耳。他们还在有可能涉及蝙蝠对暗光线的适应性的基因中发现了变化。作者还分析了两个生长因子受体的序列,即“生长激素受体”和“胰岛素样生长因子-1受体”,这两个受体在小鼠的长寿中都起一定作用,同时他们还发现了与其他四足动物相比的序列变化。这些基因还与小鼠和人类的矮小症相关,这与长寿蝙蝠的小体型是一致的。作者得出结论认为,这些基因的改变也许与这些蝙蝠的长寿相关。

  I. Seim et al., “Genome analysis reveals insights into physiology and longevity of the Brandt’s bat Myotis brandtii,” Nature Communcations, doi: 10.1038/ncomms3212, 2013.

  3.来自浙江大学生命科学学院、深圳华大基因研究院的研究人员对濒危扬子鳄(Chinese alligator)进行了全基因组测序,并解析了它的潜水行为和一些独特特性的遗传基础。

  扬子鳄,是中国特有的一种鳄鱼,是世界上体型最细小的鳄鱼品种之一。它既是古老的,又是现在生存数量非常稀少、世界上濒临灭绝的爬行动物。在扬子鳄身上,至今还可以找到早先恐龙类爬行动物的许多特征。所以,人们称扬子鳄为“活化石”。扬子鳄对于人们研究古代爬行动物的兴衰和研究古地质学和生物的进化,都有重要意义。

  在这篇文章中,研究人员报告了濒危扬子鳄的基因组序列,并描述了它的独特特征。利用新一代测序,他们生成了314 Gb的原始序列,获得了大小为2.3 Gb的基因组。利用从头(de novo)同源性RNA组合模型,研究人员预测出了扬子鳄基因组中总共2.22万个基因。揭示出扬子鳄长时间潜水行为的遗传基础,包括碳酸氢盐结合血红蛋白基因复制、普通磷酸盐结合氧运输与特殊的碳酸氢盐结合氧运输共同发挥作用,以及正选择能量代谢、碳酸氢铵排泄和心肌收缩等。

  进一步,研究人员还阐明了扬子鳄强有力的感官系统,包括显著扩大的嗅受体库,快速进化的神经相关细胞元件和视觉感知,受到正选择的夜视力相关视蛋白和声音探测相关otopetrin蛋白。

  Q. Wan et al., “Genome analysis and signature discovery for diving and sensory properties of the endangered Chinese alligator,” Cell Research, doi:10.1038/cr.2013.104, 2013.

  4.科学家们公布了两种细菌的基因组:Sulcia muelleri 和Nasuia deltocephalinicola,它们的基因组大小分布为190,000 个碱基对和112,000个碱基对,是目前发现的最小基因组。

  G. Bennett and N. Moran, “Small, smaller, smallest: the origins and evolution of ancient dual symbioses in a phloem-feeding insect,” Genome Biology and Evolution, doi:10.1093/gbe/evt118, 2013.

  5.来自昆士兰大学、昆士兰农业、渔业和林业部(DAFF Qld)和华大基因的研究人员组成的团队发现,耐旱非洲作物高粱拥有的遗传变异远远多于以前所报道。

  通过全基因组测序,研究团队获得44个高粱品系基因组数据,代表了种植高粱(Sorghum bicolor)的所有主要品种以及其祖先和异域的亚洲种(S. propinquum)。分析表明,高粱具有多种多样的初级基因库,但地方品种和改进品种的多样性降低。除了高粱S. bicolor之外,S. propinquum也存在着尚未开发的丰富多样性库。S. propinquum的首次测序基因组完成。

  研究人员的分析显示,高粱具有很强的种族结构和复杂的驯化历史,至少涉及两个不同的驯化事件。更重要的是,他们发现现代栽培高粱来自种族变异的一个有限样本内。研究确定了高粱中8M高品质的SNPs多态性、1.9M的基因得失位和特定基因丢失或获得事件,提供了迄今为止高粱的最大数据集。

  E. S. Mace et al., “Whole-genome sequencing reveals untapped genetic potential in Africa’s indigenous cereal crop sorghum,” Nature Communications, doi:10.1038/ncomms3320, 2013.

  6.Spraguea lophii是一种感染鱼的微孢子,这类细胞内专性寄生的单细胞真核生物可广泛寄生于几乎所有的动物。近期一组研究人员完成了Spraguea lophii的基因组测序,这将有助于解析微孢子的进化历程。

  S. Campbell et al., “The genome of Spraguea lophii and the basis of host-microsporidian interactions,” PLOS Genetics, doi:10.1371/journal.pgen.1003676, 2013.