2018年上半年動物基因組文章盤點

由春入夏，2018已走過半程，是時候來一個年中總結了。這半年，一個又一個的動物基因組遺傳信息揭開神秘面紗，相關的研究成果被發表在各類期刊中。接下來，就讓小編帶您一一過目。

01

真渦蟲 (Schmidtea mediterranea) 基因組——Nature[1]

真渦蟲是渦蟲綱三腸目渦蟲科的一種，其含有豐富且成熟的多能幹細胞。真渦蟲可以在被切成碎塊後重新長出整個身體，是再生研究和幹細胞多能性及其進化基礎研究的完美系統。

在本研究中，來自德國的科學家利用三代測序 (Pacbio) 和 Chicago 技術對真渦蟲進行全基因組測序和組裝，得到了774Mb大小的基因組 (ContigN50=1.12M ，Scaffold N50=3.85M)，進一步完善了之前的真渦蟲基因組草圖。該研究通過比較基因組分析發現真渦蟲的基因組中缺少大約124種對人類和小鼠至關重要的基因，包括參與DNA修復的基因以及幫助染色體在細胞分裂期間正確分離的基因。 這一研究成果揭示了真渦蟲再生能力背後的遺傳學基礎。

02

墨西哥蠑螈 (Ambystoma mexicanum) 基因組——Nature[2]

蠑螈是一類重要的研究發育、再生和進化的四足類動物模型，但由於其基因組龐大 (是人類基因組的10倍) 和含有大量的重複序列給其基因組解析帶來了困難。本研究中通過Pacbio長讀長測序，結合新的MARVEL演算法以及Bionano光學圖譜技術，對墨西哥蠑螈基因組進行了測序，組裝得到32 Gb大小的墨西哥蠑螈全基因組。

研究團隊對墨西哥蠑螈基因組進行分析，發現墨西哥蠑螈基因組存在大量的長末端重複反轉錄轉座子。通過經典的發育信號分子家族的分析，發現墨西哥蠑螈缺少與組織發育相關的Pax3基因。利用現代基因編輯技術在墨西哥蠑螈中敲除其旁系同源基因Pax7，突變體呈現了典型的Pax3基因缺失表型。表明在進化過程中在墨西哥蠑螈丟失了Pax3基因之後，Pax7接替了其功能。

03

白枕白眉猴 (Cercocebus atys) 基因組———Nature[3]

SIV病毒是一種與HIV病毒類似的在猴類間傳播的免疫缺陷病毒，白枕白眉猴是SIV病毒的天然宿主。即便如此，白枕白眉猴卻不會患上艾滋病。來自美國的科學家測定了一隻圈養白枕白眉猴的基因組序列，成功注釋了20829個編碼蛋白基因。

通過將白枕白眉猴基因組與其他易感染艾滋病的靈長目動物的基因組進行對比，研究人員鑒定出來34個免疫相關候選基因，它們在白枕白眉猴和獼猴之間存在巨大差異，其中的TLR4和ICAM2基因中發現了重大結構變化。這一研究發現表明白枕白眉猴和獼猴之所以對SIV感染產生不同的應答，可能是由多重機制導致，而非單一基因突變導致。進一步對其他SIV宿主物種開展對比研究，或有助於揭示促使非人類靈長目動物物種產生艾滋病抗性的演化路徑。

04

江豚 (Neophocaena asiaeorientalis) 基因組——Nature Communication[4]

長江江豚現僅存1000頭左右，被世界自然保護聯盟 (IUCN) 評為極度瀕危物種，中國國家一級保護動物。伴隨白鱀豚的功能性滅絕，長江江豚成為了全球現存唯一的生活在淡水中的豚類種群 (Porpoise)。

來自中國和美國的科學家，通過二代高通量測序技術對長江江豚進行測序，組裝得到長江江豚基因組大小約為2.3Gb，與此同時，通過大樣本全基因組測序，長江江豚(N.a.asiaeorientalis) 與東亞江豚 (N.a.sunameri) 間已出現生殖隔離及物種分化，發現長江江豚是獨立於海江豚的物種。此外，該研究還發現一些與水鹽代謝和滲透調節相關的基因在長江江豚中出現了顯著的正選擇，進一步揭示了鯨類對淡水環境的適應性進化機制。

05

家驢 (Equus asinus) 基因組——Science Advances[5]

來自美國和歐洲的研究團隊，利用二代測序數據及Chicago數據，通過HiRise軟體，成功將驢的二代基因組草圖提升至亞染色體水平。

將家驢新組裝基因組與馬基因組進行共線性分析，確定了9個染色體易位和6個染色體倒位，大部分倒位序列與胚胎髮育的代謝和調節以及細胞分裂相關。此外，研究人員還發現，在驢基因組中觀察到的倒位可能會降低受體型蛋白酪氨酸激酶KIT配體——KITLG基因的轉錄水平，影響生育能力和最終物種形成。

限於篇幅，文章小編就介紹到這裡了，不過，小編為您列出了上半年發表的動物基因組物種列表，如果您對相關研究感興趣，歡迎在下方留言。

參考文獻：

[1] MA Grohme,et al. The Genome of Schmidtea Mediterranea and the Evolution of Core Cellular Mechanisms[J].Nature, 2018 Feb 1;554(7690):56-61.

[2] Nowoshilow S,et al. The axolotl genome and the evolution of key tissue formation regulators[J].Nature, 2018 Feb 1;554(7690):50-55.

[3] Palesch D,et al. Sooty mangabey genome sequence provides insight into AIDS resistance in a natural SIV host[J].Nature, 2018 Jan 3;553(7686):77-81.

[4] Zhou X,et al. Population genomics of finless porpoises reveal an incipient cetacean species adapted to freshwater[J].Nat Commun, 2018 Apr 10;9(1):1276.

[5] Renaud G,et al. Improved de novo genomic assembly for the domestic donkey[J].Sci Adv, 2018 Apr 4;4(4):eaaq0392.

畜牧業務線 李 偉丨文案

王婷婷丨編輯

配圖來源於網路，侵刪

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