研究人员重建了所有哺乳动物最早的共同祖先的基因组

研究人员重建了所有哺乳动物最早的共同祖先的基因组大约1.8亿年前，有一种早期的哺乳动物成为地球上所有哺乳动物最早的已知共同祖先，从蓝鲸到骆驼、犀牛、考拉，还有人类等。人们对这种动物知之甚少，但其基因组的组织现在已经由一个国际研究团队通过计算重建。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1322227.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1322227.htm

哺乳动物的生命之树重新定义：基因组时间机器追溯1亿年的进化历程

哺乳动物的生命之树重新定义：基因组时间机器追溯1亿年的进化历程这项研究于4月28日发表在《科学》杂志上，是Zoonomia项目发布的一系列文章的一部分，该项目是一个由来自全球各地的科学家组成的联合体，正在使用历史上最大的哺乳动物基因组数据集来确定人类基因组在哺乳动物进化史中的进化历史。他们的最终目标是更好地确定人类和其他物种的性状和疾病的遗传基础。德州农工大学的研究--由兽医综合生物科学系教授WilliamJ.Murphy博士和Murphy实验室的副研究科学家NicoleFoley博士领导--植根于系统发育学，这是生物学的一个分支，涉及生物和已灭绝生物的进化关系和多样性。弗利在研究中的努力产生了迄今为止世界上最大的哺乳动物系统发育树。哺乳动物生命树"描绘了1亿多年来哺乳动物的进化过程，对Zoonomia项目的目标至关重要。"核心论点是关于胎盘哺乳动物（在胎盘内发育的哺乳动物）是在消灭了非鸟类恐龙的白垩纪-古生代（或K-Pg）大灭绝事件之前还是之后分化的，"Foley分享道。"通过进行新型的分析，只有在Zoonomia的巨大范围内才有可能，我们回答了哺乳动物在哪里以及何时与K-Pg大灭绝有关的多样化和进化的问题。这项研究与加州大学戴维斯分校、加州大学河滨分校和美国自然历史博物馆的合作者共同进行--得出结论，哺乳动物在K-Pg大灭绝之前就开始了多样化，这是大陆漂移的结果，大陆漂移导致地球上的陆块在数百万年内漂移开来又重新聚集在一起。另一个多样化的脉冲紧随恐龙的K-Pg灭绝之后发生，当时哺乳动物有更多的空间、资源和稳定性。这种加速的多样化速度导致了哺乳动物品系的丰富多样性--如食肉动物、灵长类动物和有蹄类动物今天共享地球。研究得到了美国国家科学基金会的资助，是由布罗德研究所的埃莉诺-卡尔松和克尔斯廷-林德布莱德-托领导的Zoonomia项目的一部分，该项目还比较了哺乳动物的基因组，以了解显著表型的基础--某些基因的表达，如棕色与蓝色眼睛--以及疾病的起源。尼科尔-弗利和威廉-墨菲博士Foley指出，胎盘哺乳动物之间的多样性既表现在它们的身体特征上，也表现在它们的非凡能力上。"今天的哺乳动物代表了巨大的进化多样性--从微小的大黄蜂蝙蝠的呼啸飞行到巨大的蓝鲸游过地球广阔海洋时的慵懒滑行。"她说："多个物种已经进化出回声定位，一些物种产生了毒液，而其他物种已经进化出抗癌和病毒耐受性。""能够在遗传水平上观察整个哺乳动物物种的共同差异和相似之处，可以帮助我们弄清基因组中对调节基因表达至关重要的部分。在不同的物种中调整这种基因组机制，导致了我们在今天的活体哺乳动物中看到的性状的多样性。"Murphy分享说，福里解决的哺乳动物系统发育问题对Zoonomia项目的目标至关重要，该项目旨在利用比较基因组学的力量作为人类医学和生物多样性保护的工具。"他解释说："Zoonomia项目真的很有影响，因为它是第一个一次性将241种不同的哺乳动物基因组进行配对的分析，并利用这些信息更好地了解人类基因组。把这个大数据集放在一起的主要动力是能够把所有这些基因组与人类基因组进行比较，然后确定人类基因组的哪些部分在哺乳动物的进化历史过程中发生了变化。"确定基因的哪些部分可以被操纵，哪些部分不能被改变而不对基因的功能造成伤害，这对人类医学很重要。墨菲和弗利的同事之一，德克萨斯农工大学的遗传学家ScottDindot博士最近在《科学转化医学》杂志上的一项研究，使用比较基因组学方法开发了一种分子疗法来治疗安吉尔曼综合症，这是一种毁灭性的罕见神经遗传疾病，由大脑中的母体UBE3A基因的功能丧失引发。明确地回答关于哺乳动物起源时间的激烈争论，并产生一个扩大的系统发育，为未来几代研究人员奠定基础，这既是有意义的，也是有收获的。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1357527.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1357527.htm

科学家首次整理出品类全面的穿山甲基因组资源

科学家首次整理出品类全面的穿山甲基因组资源一项新的研究为穿山甲提供了一个完整的基因组数据库，有助于保护它们。这项研究对多个物种进行了测序，深入了解了它们的进化过程，并将有助于追踪穿山甲的非法贸易。穿山甲由八个现存物种组成，近年来引起了公众的极大关注，保护工作也在不断进行。这主要是因为穿山甲是地球上被贩卖最多的野生哺乳动物，而且最近有人认为它们可能与COVID-19大流行病有关（当然这是不正确的）。穿山甲基因组学的意义尽管穿山甲的保护形势严峻，但对它们的研究仍然不足，在基础物种或种群研究方面仍存在很大差距。研究人员现在越来越重视野生动物研究中的基因组学，因为基因组学提供的数据可以更准确地了解物种或种群的划分、人口信息、多样性、历史轨迹以及动物对全球变化的适应能力。更不用说它在追踪非法交易个体的来源方面的潜力，以便更好地确定偷猎热点和破坏贩运网络。最近在《分子生物学与进化》（MolecularBiologyandEvolution）杂志上发表的一篇文章为穿山甲提供了一个全面的基因组数据库，这对保护穿山甲至关重要。穿山甲是世界上被贩卖最多的野生哺乳动物，分布在亚洲和非洲，一直面临着捕猎和栖息地破坏的威胁。这项研究对穿山甲的研究历来不足，它通过对多个穿山甲物种的测序填补了这一重大空白，甚至确定了一个潜在的新物种。图片来源：DarrenPietersen/《分子生物学与进化》穿山甲基因组研究面临的挑战获取穿山甲的全基因组信息是一项具有挑战性的任务。首先，穿山甲物种之间的地理隔离和有限的化石记录构成了方法上的障碍。亚洲和非洲的穿山甲物种大约在3790万年前分化，因此，如果使用遥远物种的参考基因组，就很难真正了解穿山甲类群的进化过程。其次，穿山甲的行为难以捉摸，而且分布在热带地区，因此基因采样既昂贵又耗时。研究结果和意义研究人员对原产于非洲的巨型穿山甲的首个参考基因组进行了测序、组装和注释，还对黑腹穿山甲、南非穿山甲、印度穿山甲和菲律宾穿山甲的基因组进行了测序和组装。这些新的基因组数据，连同以前发表的关于其余三个物种--白腹穿山甲、巽他穿山甲和中国穿山甲--的信息，提供了第一套完整的穿山甲基因组。在此过程中，研究人员还从之前公布的基因组数据中发现了一个潜在的穿山甲新物种。研究人员认为，这些信息最终将提供穿山甲随着时间推移如何应对不断变化的环境条件而进化的完整信息，将为未来几年如何通过保护优先事项和管理计划来有效保护这些动物提供重要信息。研究成果还将有助于开发追踪穿山甲贸易的DNA工具包。论文作者之一肖恩-海顿（SeanHeighton）说："这项研究的作者来自非洲、亚洲和欧洲，他们的合作方式使我们首次能够从全基因组的角度深入研究穿山甲在所有八个物种中的进化。我们希望这些基因组将成为进一步开展基因研究的基础，从而有助于保护这些动物"。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1388301.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1388301.htm

考古学家总结在大灭绝中幸存下来的哺乳动物的特征

考古学家总结在大灭绝中幸存下来的哺乳动物的特征地球历史三叠纪时期远古哺乳动物近亲Thrinaxodon的生命重建图。Thrinaxodon的大小和形状与现代水貂相似，与推断出的被称为犬齿兽的古代哺乳动物近亲的祖先的大小接近，而且它可能与该祖先一样偏爱动物性食物。资料来源：AprilNeander6600万年前，一颗小行星撞击地球，引发了一场毁灭性的大灭绝。恐龙（除了少数鸟类）和许多哺乳动物全部灭绝。但一些小型哺乳动物幸存了下来，为今天所有哺乳动物的诞生奠定了基础。几十年来，科学家们一直认为，哺乳动物及其近亲之所以能在充满挑战的时代（如大灭绝时期）幸存下来，是因为它们是通食性动物，能够吃几乎任何东西，并能适应生活中的任何情况。一项对经历过多次大灭绝的哺乳动物家族树的新研究显示，幸存下来的物种并不像科学家们想象的那样广泛：相反，拥有新的和不同的特征可能是在大灾难之后取得成功的关键。"'物竞天择，适者生存'的观点可以追溯到19世纪，传统观点认为，一般化的动物最不容易灭绝。但我们发现，与它们后来的后代相比，那些幸存下来的动物往往只是在事后看来比较通化。"菲尔德博物馆麦克阿瑟古哺乳动物馆馆长、10月5日发表在《自然生态与进化》杂志上的这项研究的资深作者KenAngielczyk说："就当时而言，它们实际上是相当先进的动物，它们的新特征可能有助于它们生存，并提供了进化的灵活性。"两只远古哺乳动物近亲或合龙的头骨，显示了两只主要合龙进化分化的祖先的大致推断体型。来自地球历史二叠纪的瓦拉龙（下图），其大小与所有类人猿的祖先差不多。来自地球历史侏罗纪的摩根古龙（上图）与恐龙时代大多数哺乳动物和现代哺乳动物的祖先大小差不多。瓦拉龙和摩根古顿龙都以其他动物为食。图片来源：KenAngielczyk拍摄"以前的想法是，每当一个新的哺乳动物群体进化时，一开始都会有一种小型的通食动物，因为当灾难来临时，这些动物就能继续前进--它们可以藏在任何地方，可以吃周围的任何东西，"芝加哥哥伦比亚学院助理教授、菲尔德博物馆研究助理、本研究的共同第一作者斯宾塞-海勒特（SpencerHellert）说。"在大灭绝中幸存下来的哺乳动物不会是像熊猫这样只能吃竹子的专家。"俄勒冈理工学院助理教授戴维-格罗斯尼克尔（DavidGrossnickle）是这项研究的共同第一作者，他于2019年发表了一项研究，强调了小型食虫哺乳动物往往是在包括恐龙灭绝事件在内的挑战性时期幸存下来的品系，并且是重大物种多样化的先驱。他找到海勒特和安杰尔克，想看看这种趋势是否适用于早期的哺乳动物及其祖先。海勒特创建了一个庞大的类群家系，哺乳动物是类群中最后幸存的成员。这棵家族树是有史以来最大的化石树之一，它考虑到了科学家们以前为这个类群制作的所有家族树。这种方法是一种更正规、更严谨、更可重复的方法，可以从大量的树中总结信息，而不是随便挑几棵树粘在一起。安吉尔奇克说："如果没有庞大的家谱，我们就无法测试这个想法，同时还有关于动物饮食和体型的一般信息。然后，我们研究了随着时间的推移，类人猿的五次主要进化辐射发生了什么。当新的灾难导致这些物种中的大多数灭绝时，这一过程就会重演。"包括共同作者格雷姆-劳埃德（GraemeLloyd）和克里斯蒂安-卡默勒（ChristianKammerer）在内的研究人员发现，类人猿进化的故事并非"小而不专的生存"。在某些情况下，体型较大的合趾目动物才得以幸存，而且胜出者并不仅仅是吃昆虫的通才。"我们感到非常惊讶--哺乳动物从小型食虫动物向大型类群的辐射已经得到了证实，所以当我们回溯到类人猿的历史时，我有点期待看到这一点。当我们回到过去时，这种模式开始消失了。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1388603.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1388603.htm

我国科学家成功绘制中国豌豆基因组高质量精细物理图谱

我国科学家成功绘制中国豌豆基因组高质量精细物理图谱近日，中国农业科学院作物科学研究所特色农作物优异种质资源发掘与创新利用创新团队联合国内外多家合作单位，成功绘制了中国豌豆基因组高质量精细物理图谱，构建了栽培和野生豌豆泛基因组，解析了豌豆基因组进化特征、群体遗传结构，为揭示豌豆起源驯化，以及基因挖掘、种质创新、育种改良提供了宝贵资源及数据支撑。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1320157.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1320157.htm

我国科学家全球首次实现哺乳动物完整染色体重排

我国科学家全球首次实现哺乳动物完整染色体重排记者从中国科学院获悉，我国科学家经过4年的研究，全球首次实现了哺乳动物完整染色体重排，并创造出具有全新染色体组型的实验小鼠。这项研究是我国在生物工程技术领域的重要突破，为人类探索哺乳动物进化、染色体疾病研究等提供了新方法。该成果今天（26日）在国际学术期刊《科学》上在线发表。染色体重排，也就是染色体发生断裂与别的染色体相连构成新的染色体。在漫长的生物演化过程中染色体会发生重排，此变化是物种进化的重要驱动力，但它是如何影响物种进化的，在科学界一直没有定论。中国科学院动物研究所和北京干细胞与再生医学研究院李伟研究员与周琪研究员科研团队合作，利用实验小鼠单倍体胚胎干细胞和基因编辑工具，成功将其最长的1号和2号染色体进行正反连接，并将中等长度的5号和4号染色体进行首尾连接，结果发现染色体连接过程中可能会发生染色体的断裂和重新连接。这表明，来自实验小鼠的两条独立存在的染色体在基因编辑后，可以以非同源末端连接修复的方式连接为一条染色体。这是全球首次实现了哺乳动物的完整染色体重排，这在合成生物学上是一个新的突破。在此基础上，研究人员进一步研究了特定染色体重排连接所产生的影响，发现哺乳动物细胞的染色体长度存在一定限制。他们通过单倍体干细胞注射到卵母细胞的方式，成功得到染色体连接的小鼠。一系列新发现证明，染色体重排会对哺乳动物生殖、发育、进化、行为等多方面产生影响，为进化生物学研究提供了新的思路。中国科学院动物研究所研究员李伟：我们人类的很多疾病，比方说在一些白血病，在一些生殖不育的疾病里头，很多都是因为染色体重排导致的，那现在我们拥有了这项技术，我们就可以利用小鼠的模型在实验室里头来模拟这些疾病，然后进而寻找它们的发病机制，找到它们的治疗方法，为人类的健康造福。（总台央视记者褚尔嘉刘彤）...PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1308861.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1308861.htm