盘点最新基因组测序成果

上一篇 / 下一篇  2013-05-10 22:03:32

the scientist杂志发表文章盘点了几项最新的基因测序成果以飨读者:

种属:非洲腔棘鱼(Latimeria chalumnae)

基因组:~2.86 billion bp

人们曾经认为腔棘鱼早在七千万年前就已灭绝,直到1938年一只腔棘鱼在南非海岸被渔民捕获。这种鱼看上去跟三亿年前的化石差不多,因此也被称为“活化石”。

研究人员测序了腔棘鱼的整个基因组,发现其蛋白编码基因变化很小。化石研究显示,腔棘鱼的四个鳍逐渐转变成为动物的四肢。研究人员将腔棘鱼的基因组与四足脊椎动物进行比较,鉴定了大量二者共有的调控DNA,而这些DNA是普通鱼类不具备。他们将上述序列插入小鼠胚胎,启动了一系列基因的表达,这些基因与手腕、脚踝、手指和脚趾的骨形成有关。

研究指出,百万年前,在鱼类爬上陆地形成四肢的过程中,这些基因可能起到了重要作用。这一发现,揭示了鱼类适应陆地生活的遗传学基础。(见:10年努力,Nature发布基因组里程碑式成果)

原文:C.T. Amemiya et al., “The African coelacanth genome provides insights into tetrapod evolution,” Nature, 496: 311-16, 2013.

种属:西部锦龟(Chrysemys picta bellii)

基因组:~2.6 billion bp

西部锦龟是北美最普遍的本地龟,它具有一些非凡的特性。西部锦龟可以在几乎冰冻的情况下存活,当它在冰封的池塘中冬眠时还会停止呼吸,等到早春再苏醒。

研究人员对西部锦龟的基因组进行了测序,发现它耐受缺氧和寒冷的能力,来自于脊椎动物的常见基因。他们通过转录组分析发现,在低氧条件下,大脑内19个基因和心脏内23个基因的表达显著增加。

人类也具类似的基因,因此研究人员指出,研究西部锦龟的调控通路,将有助于治疗缺氧造成的组织损伤,心脏病发作或中风都可能引起这种损伤。

原文:J. Abramyan et al., “The western painted turtle genome, a model for the evolution of extreme physiological adaptations in a slowly evolving lineage,” Genome Biology, 14: R28, 2013.

种属:白蜡树真菌(Chalara fraxinea)

基因组:~60 million bp

近二十年来,真菌Chalara fraxinea所引起的白蜡树枯梢病,给欧洲带来了巨大的损失。英国科学家们测序了这种真菌的基因组,和一些感染样本的转录组。研究人员告诉BBC,他们已经分离了一些毒素基因,并鉴定了与真菌毒力有关的基因。同时,英国和丹麦的研究人员正在进行合作,试图解析两颗白蜡树的基因特征,这两棵树对上述疾病抗性较高。他们希望能够利用相关基因,培育对疾病有抗性的树苗。

原文:D. MacLean et al., “Crowdsourcing genomic analyses of ash and ash dieback—power to the people,” GigaScience, 2: 2, 2013.

种属:松甲虫(Dendroctonus ponderosae Hopkins)

基因组:~208 million base pairs

松甲虫(Dendroctonus ponderosae Hopkins)对北美的松树林造成了极大破坏。这些甲虫的幼虫及其所携带的真菌,能够联手阻断松树中的水分营养运输,在数周内使树木死亡。

为了寻找这种害虫的破坏力来源,研究人员测序了它的基因组和一些转录组。研究显示,来自不同区域的害虫,其DNA序列存在较大的差异,这可以让它们应对不同松树的防御性物质。研究人员鉴定了一些编码特殊酶的基因,这些酶能够中和松树的防御物质,瓦解植物的细胞壁。研究还显示,松甲虫从细菌获得了一个编码酶的序列,该序列只在消化组织中表达,可以帮助松甲虫利用植物的糖类。

原文:C.I. Keeling et al., “Draft genome of the mountain pine beetle, Dendroctonus ponderosae Hopkins, a major forest pest,” Genome Biology, 14:R27, 2013

种属:肺炎链球菌(Streptococcus pneumoniae)

基因组:~2 million bp

肺炎链球菌存在于许多人的呼吸道中,有时会引起肺炎和脑膜炎。自2000年引入了疫苗以来,这类疾病在美国青少年中的发生率显著下降。该疫苗针对了,最常见的七种疾病相关菌株

为了更好的了解疫苗对肺炎链球菌的影响,研究人员采用了在2001-2007年间收集的616个临床样本,这些肺炎链球菌都分离自未生病的带菌儿童。他们对这些样本进行了全基因组测序,发现总体上看,菌群的遗传学组成变化并不大。只不过,疫苗所靶标的血清型几乎消失,而其他菌株快速增加。这些未受疫苗影响的菌株中,除了几个关键基因以外,基因组基本相同。

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