70万年前的毛发奇观：揭开猛犸象进化的基因之纱

70万年前的毛发奇观：揭开猛犸象进化的基因之纱一个研究小组比较了长毛象和现代大象的基因组，以找出是什么使长毛象作为个体和物种变得独特。调查人员今天（4月7日）在《当代生物学》杂志上报告说，长毛象的许多标志性特征--包括它们的毛大衣和大量的脂肪沉积--在最早的长毛象中已经有了基因编码，但是这些特征和其他特征在这个物种70多万年的存在中变得更加明确。他们还确定了一个有几个突变的基因，这些突变可能是造成长毛象微小耳朵的原因。斯德哥尔摩古遗传学中心的古遗传学家和第一作者DavidDíez-del-Molino说："我们想知道是什么让猛犸象成为一头长毛猛犸象。长毛猛犸象有一些非常有特点的形态特征，比如它们厚厚的皮毛和小耳朵，显然可以根据冷冻标本的样子来预期，但是还有许多其他的适应性，比如脂肪代谢和寒冷感知，这些都不是那么明显，因为它们是在分子水平上。"这是一张毛猛犸象牙的照片，作者对其进行了整个基因组的测序。这根长毛象牙于2015年在西伯利亚东北部被发现，并被放射性碳测定为距今约18,000年。为了确定在长毛象中"高度进化"的基因--意味着它们积累了大量的突变--研究小组将23只西伯利亚长毛象的基因组与28只现代亚洲和非洲大象的基因组进行了比较。这些长毛象中有22只是相对现代的，生活在过去10万年内，其中16只的基因组以前没有被测序过。第二十三只长毛象的基因组属于已知最古老的长毛象之一，Chukochya，它生活在大约70万年前。高级作者、斯德哥尔摩古遗传学中心进化基因组学教授LoveDalén说："有了Chukochya的基因组，我们就能确定一些在长毛象作为一个物种的生命周期中进化的基因。这使我们能够实时研究进化，我们可以说这些特定的突变是长毛象所特有的，它们在它的祖先中并不存在。"这是研究的共同作者LoveDalén与Yuka猛犸象的照片，其基因组被纳入分析。毫不奇怪，许多对长毛象有适应性的基因都与生活在寒冷环境中有关。这些基因中的一些被不相关的现代北极哺乳动物所共享。Díez-del-Molino说："我们发现了一些与脂肪代谢和储存有关的高度进化的基因，这些基因在驯鹿和北极熊等其他北极物种中也有发现，这意味着这些基因在适应寒冷的哺乳动物中可能存在趋同进化。"虽然以前的研究已经考察了一两只长毛象的基因组，但这是第一次比较大量的长毛象基因组。这种大样本量使研究小组能够确定在所有长毛象中常见的基因，因此可能是适应性的，而不是可能只在单个个体中出现的基因突变。Díez-del-Molino说："我们发现，一些以前被认为是长毛象的特殊基因实际上在长毛象之间是可变的，这意味着它们可能并不那么重要。"这是研究的共同作者MarianneDehasque在斯德哥尔摩古遗传学中心的古代DNA实验室工作的照片。总的来说，70万年前的Chukochya基因组共享大约91.7%的突变，这些突变引起了更现代的长毛象的蛋白质编码变化。这意味着，当长毛象第一次从其祖先草原猛犸象中分化出来时，许多长毛象的决定性特征--包括厚皮毛、脂肪代谢和寒冷感知能力--可能已经存在。然而，这些特征在楚科奇亚的后代中得到了进一步发展。"最早的长毛象还没有完全进化，"Dalén说，"它们可能有更大的耳朵，它们的毛也不同--与后来的长毛象相比，也许没有那么绝缘和蓬松。"更现代的长毛象在T细胞抗原上也有几个免疫突变，这在它们的祖先身上是看不到的。作者推测，这些突变可能赋予了增强的细胞介导的免疫力，以应对新出现的病毒病原体。与古代猛犸象DNA一起工作，会遇到一系列的障碍。Díez-del-Molino说："从野外工作到实验室工作，再到生物信息学，每一步都会有一些困难。"所有基因组被纳入这项研究的猛犸象都是在西伯利亚收集的，但研究人员希望在未来能将北美的长毛象分支出来并进行比较。Dalén说："我们几年前表明，在长毛猛犸象和哥伦比亚猛犸象的祖先之间存在着基因流动，所以这也是我们需要考虑的问题，因为北美长毛猛犸象可能也携带了非长毛猛犸象的基因。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1353571.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1353571.htm

揭开“冰人”的神秘面纱 对"Ötzi"的高级遗传分析揭示了惊人的祖先根源和外貌

揭开“冰人”的神秘面纱对"Ötzi"的高级遗传分析揭示了惊人的祖先根源和外貌厄齐，也被称为冰人，他的基因组被先进技术重新测序，结果显示他与早期安纳托利亚农民的基因共享程度高于当时的其他欧洲人。与之前的观点相反，厄齐有晚期脱发，可能是秃头，而且肤色明显比之前认为的要深。此外，虽然他的基因显示他有肥胖和糖尿病的倾向，但他积极的生活方式很可能抵消了这些遗传倾向。图片来源：南蒂罗尔考古博物馆/Eurac/MarcoSamaDELLi-GregorStaschitz由于测序技术的最新进展，马克斯-普朗克进化人类学研究所（MaxPlanckInstituteforEvolutionaryAnthropology）和欧拉克研究所（EuracResearch）的一个研究小组现在能够更准确地重建厄齐的基因组。最近的分析结果完善了冰人的基因图谱。与其他当代欧洲人相比，厄齐的基因组与安纳托利亚早期农民基因组的共同基因比例异常高。此外，与之前的发现相反，厄齐死时脱发严重，甚至可能已经秃顶。此外，他的皮肤比以前想象的要黑。厄齐的基因还显示他有患糖尿病和肥胖症的倾向。自2012年首次对厄齐的基因组进行测序以来，DNA测序技术取得了巨大进步。这项新研究显示，与其他当代欧洲人相比，厄齐的基因组中与安纳托利亚早期农民基因组相同的基因比例异常高，他的皮肤比以前想象的要黑，而且他死时很可能是秃头或头上只有很少的头发。图片来源：南蒂罗尔考古博物馆/Eurac/MarcoSamadelli-GregorStaschitz欧洲人的遗传血统现今欧洲人的基因组成主要源于三个祖先群体的混合：西部狩猎采集者逐渐与大约8000年前从安纳托利亚迁徙而来的早期农民融合，大约4900年前，来自东欧的草原牧民也加入了他们的行列。在对冰人基因组的初步分析中，发现了这些草原牧民的遗传痕迹。然而，经过改进的新结果不再支持这一发现。不准确的原因是原始样本受到了现代DNA的污染。自首次研究以来，不仅测序技术取得了巨大进步，而且还有更多其他史前欧洲人的基因组被完全解码，这些基因组通常来自骨骼发现。这使得将厄齐的遗传密码与其同时代人进行比较成为可能。研究结果表明，在与厄齐同时代生活的数百名早期欧洲人中，厄齐的基因组与早期安纳托利亚农民的共同祖先要多于他的任何欧洲同胞。厄齐的祖先和外貌研究小组认为，冰人来自一个相对孤立的群体，与其他欧洲群体的接触很少。"我们非常惊讶地发现，在对冰人基因组的最新分析中，没有发现任何东欧草原牧民的痕迹；Ötzi基因组中的狩猎采集者基因比例也非常低。"莱比锡马克斯-普朗克进化人类学研究所考古遗传学系主任、该研究的合著者约翰内斯-克劳斯（JohannesKrause）解释说："从遗传学角度看，他的祖先似乎直接来自安纳托利亚，没有与狩猎采集群体混合。"这项研究还就厄齐的外貌得出了新的结果。他的肤色在首次基因组分析中已被确定为地中海-欧洲人，但他的肤色比以前想象的还要深。研究报告的共同作者、博尔扎诺Eurac木乃伊研究所所长、人类学家阿尔伯特-辛克（AlbertZink）解释说："这是当代欧洲人中被记录的最黑的肤色。以前人们认为，木乃伊的皮肤在冰层中保存期间变黑了，但我们现在看到的可能基本上是厄齐的原始肤色。当然，了解这一点对于妥善保存木乃伊也很重要。"我们以前对厄齐的印象也与他的头发不符：作为一个成熟的男人，他头上很可能不再有浓密的长发，最多只有稀疏的发冠。事实上，他的基因显示他有秃顶的倾向。辛克说："这是一个相对明确的结果，也可以解释为什么在木乃伊身上几乎找不到头发。在厄齐的基因组中还发现了增加肥胖和2型糖尿病风险的基因，不过，由于他健康的生活方式，这些因素可能并没有发挥作用。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1377651.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1377651.htm

科学家揭示对基因组健康至关重要的145个基因

科学家揭示对基因组健康至关重要的145个基因2月14日，《自然》杂志发表了一项新研究，通过对近千个转基因小鼠品系进行系统筛选，发现了一百多个与DNA损伤有关的关键基因。这项工作为癌症进展和神经退行性疾病提供了见解，也为蛋白质抑制剂提供了潜在的治疗途径。基因组包含生物细胞内的所有基因和遗传物质。当基因组稳定时，细胞就能准确地复制和分裂，将正确的遗传信息传递给下一代细胞。尽管基因组非常重要，但人们对影响基因组稳定性、保护、修复和防止DNA损伤的遗传因素知之甚少。突破性研究及其影响在这项新研究中，威康-桑格研究所的研究人员与剑桥大学英国痴呆症研究所的合作者一起，着手更好地了解细胞健康的生物学特性，并找出维持基因组稳定性的关键基因。研究小组利用一组转基因小鼠品系，确定了145个在增加或减少异常微核结构的形成中起关键作用的基因。这些结构表明基因组不稳定和DNA损伤，是衰老和疾病的常见标志。当研究人员敲除DSCC1基因时，基因组不稳定性的增加最为显著，异常微核的形成增加了五倍。缺乏该基因的小鼠具有与人类凝聚素病症患者相似的特征，这进一步强调了这项研究与人类健康的相关性。通过CRISPR筛选，研究人员发现DSCC1缺失引发的这种效应可以通过抑制蛋白质SIRT1得到部分逆转。这些发现有助于揭示影响人类基因组一生健康和疾病发展的遗传因素。该研究的资深作者、剑桥大学英国痴呆症研究所的加布里埃尔-巴尔穆斯（GabrielBalmus）教授说："继续探索基因组不稳定性对于开发针对遗传根源的定制治疗方法至关重要，其目标是改善各种疾病的治疗效果和患者的整体生活质量。我们的研究强调了SIRT抑制剂作为治疗粘连蛋白病和其他基因组疾病途径的潜力。它表明，早期干预，特别是针对SIRT1的干预，有助于在基因组不稳定性发展之前减轻与之相关的生物变化。"这项研究的第一作者、威康桑格研究所的大卫-亚当斯（DavidAdams）博士说："基因组稳定性是细胞健康的核心，影响着从癌症到神经变性等一系列疾病，但这一直是一个探索相对不足的研究领域。这项工作历时15年，体现了从大规模、无偏见的基因筛选中可以学到什么。所发现的145个基因，尤其是那些与人类疾病相关的基因，为开发治疗癌症和神经发育障碍等基因组不稳定疾病的新疗法提供了有希望的靶点。"研究要点：对基因组造成损害的各种来源包括辐射、化学接触以及DNA复制或修复过程中的错误。微核是一种小的异常结构，通常被称为"突变工厂"，其中含有错位的遗传物质，而这些物质本应在细胞核中。它们的存在意味着患癌症和发育障碍等疾病的风险增加。凝聚蛋白病是一组因凝聚蛋白功能障碍而导致的遗传病，凝聚蛋白对细胞分裂过程中染色体的正常组织和分离至关重要。这可能导致一系列发育异常、智力障碍、独特的面部特征和生长迟缓。当SIRT1蛋白被抑制时，DNA损伤就会减少，它们就能挽救与内聚力破坏相关的DSCC1缺失所带来的负面影响。这种作用是通过恢复一种名为SMC3的蛋白质的化学水平实现的。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1419823.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1419823.htm

使我们成为人类的 "被删除"的基因

使我们成为人类的"被删除"的基因根据耶鲁大学、麻省理工学院和哈佛大学布罗德研究所的研究人员领导的一项新研究，与其他灵长类动物的基因组相比，人类基因组所缺乏的东西可能对人类的发展至关重要，而在我们的进化史上所增加的东西也是如此。最近发表在《科学》杂志上的这项新发现，填补了人们对人类基因组历史性变化的认识的一个重要空白。虽然从不同物种的基因组中收集数据的能力的革命使科学家们能够确定人类基因组特有的添加物--例如对人类发展说话能力至关重要的一个基因--但人们对人类基因组中缺少的东西关注得较少。在新的研究中，研究人员利用对灵长类动物DNA的更深入的基因组研究表明，在我们的进化历史过程中，失去了大约10000比特的遗传信息--大多数小到只有几个碱基对的DNA--使人类与黑猩猩（我们最亲近的灵长类动物）有所不同。其中一些"被删除"的遗传信息与涉及神经元和认知功能的基因密切相关，包括一个与发育中的大脑中的细胞形成有关的基因。耶鲁大学的研究小组发现，这10000个缺失的DNA片段--它们存在于其他哺乳动物的基因组中--是所有人类共有的。作者说，这些基因缺失在所有人类中成为保守的事实证明了它们在进化中的重要性，表明它们赋予了一些生物优势。耶鲁大学医学院遗传学助理教授、该论文的资深作者StevenReilly说："通常我们认为新的生物功能必须需要新的DNA片段，但是这项工作向我们表明，删除基因代码可能导致深刻的后果，使我们成为一个独特的物种。"这篇论文是发表在《科学》杂志上的几篇论文之一，该项目是一个国际研究合作项目，通过比较当今存在的240种哺乳动物的DNA序列，对哺乳动物基因组的多样性进行分类。在他们的研究中，耶鲁大学的研究小组发现，在大多数其他哺乳动物物种的基因组中发现的一些基因序列，从小鼠到鲸鱼在人类中消失了。他们说，但其中一些删除并没有破坏人类的生物学，而是创造了新的基因编码，消除了通常会关闭基因的元素。这种遗传信息的删除所产生的效果相当于从"isn't"这个词中删除了三个字符--"n't"，从而创造了一个新词"is"。[这种删除]可以调整如何制造人类的指令的含义，有助于解释我们更大的大脑和复杂的认知。研究人员使用了一种叫做大规模并行报告者分析（MPRA）的技术，它可以同时筛选和测量物种之间成千上万的基因变化的功能。这些工具有能力让我们开始识别使我们作为一个物种独特的许多小分子构件。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1358725.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1358725.htm

对500万人的新研究揭示了身高与基因差异的关系

对500万人的新研究揭示了身高与基因差异的关系聚集在基因组中与骨骼生长有关的区域的12111个变体为身高提供了强有力的遗传预测。对于欧洲血统的人来说，所发现的变异体占身高变异的40%，而对于非欧洲血统的人来说要少得多，占10-20%。成人的身高主要由我们的DNA编码的信息决定；高个子父母的孩子可能会更高，而矮个子父母的孩子往往更矮，尽管这些估计并不完美。一个小婴儿发展成一个成年人，以及遗传学在这一过程中的作用，长期以来一直是人类生物学的一个复杂和不甚了解的方面。以前最大的关于身高的全基因组关联研究采用了多达70万人的样本量；目前的样本量大约是早期研究的七倍。这项研究是以前所未有的规模进行的，它提供了新的生物学细节和对个人身高或身矮原因的理解，遗传与各种特定的基因组区域有关。研究结果表明，仅占基因组20%以上的区域包含了与身高有关的大部分基因变体。该研究的发现可以帮助医生识别那些无法达到遗传预测身高的人，这可能有助于诊断可能阻碍他们成长或影响他们健康的隐藏疾病或状况。这项研究还提供了一个宝贵的蓝图，说明如何能够利用全基因组研究来确定一种疾病的生物学特性，并随后确定其遗传成分。后续研究需要更大的基因组多样性虽然与以前的研究相比，这项研究有大量来自非欧洲血统的参与者，但研究人员强调，在基因组研究中需要更多多样性。大多数可用的遗传数据都来自欧洲血统的人，因此全基因组研究并没有捕捉到全球范围内广泛的祖先多样性。增加非欧洲血统人群的全基因组研究的规模对于达到相同的饱和度和缩小不同人群预测准确性的差距至关重要。该研究的共同第一作者、伦敦大学玛丽皇后学院计算生物学高级讲师EiriniMarouli博士说。"我们在研究500多万人的DNA方面完成了一项壮举，直到最近还被广泛认为是不可能的。"基因组研究是革命性的，可能是解决许多全球健康挑战的关键--其潜力是巨大的。如果我们能够在基因组水平上清楚地了解身高等性状，那么我们就可能拥有更好地诊断和治疗受基因影响的疾病的模型，例如，心脏病或精神分裂症。如果我们能够将基因组的特定部分与某些性状进行映射，那么它就为进一步广泛的定向、个性化治疗打开了大门，可以使世界各地的人们受益。"了解更多：https://www.nature.com/articles/s41586-022-05275-y...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1333391.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1333391.htm

新工具确定了将基因引入人类DNA的安全位置

新工具确定了将基因引入人类DNA的安全位置"我们已经创建了编辑基因组的地图，"共同通讯作者、圣裘德血液学系的YongCheng博士说。"通过这个工具，我们提供了一种新的方法来确定安全整合基因盒的地方。我们创建了一步一步的指示，所以任何人都可以按照步骤，轻松找到特定组织中的安全港湾位置。"基因疗法，即给病人一个功能失调的基因副本，在治疗一些遗传性疾病方面已初步成功。然而，该领域一直存在着安全问题，例如无意中激活了一个致癌基因，在一些病人身上引起了癌症。因此，科学家们一直在寻找基因组中的"安全港湾"，或者说是可以引入一个基因而不会导致癌症或其他问题的位置。研究人员开发了一个管道，利用来自特定组织（如血细胞）的基因组和表观遗传学信息来搜索安全港湾位置。共同第一作者DewanShrestha（左），通讯作者YongCheng博士（中），以及共同作者RuiqiongWu（右）。资料来源：圣裘德儿童研究医院该工具使用来自1000个基因组计划的数据，对健康人之间高度可变的DNA序列进行比较。研究人员推断，如果一个DNA区域在健康人中经常被删除或插入，那么它很可能也能被基因疗法安全地修改。Cheng说："我们的方法是一种以组织特异性方式确定基因组安全港的新方法。没有人从这个角度尝试过。我们的第一步是找到在健康个体中显示出高频率插入或删除的基因组位点。"如果单细胞中的DNA是一根绳子，它将有两米长。但是除了线性序列之外，DNA可以利用染色质（与DNA相关的蛋白质）循环成复杂的三维结构，以适应细胞内。就像绳子一样，DNA可以有影响其功能的循环。圣裘德的工具在搜索可访问的安全港湾站点时考虑到了这些环路和其他结构的存在。Cheng说："我们的工具评估了DNA的三维结构，因为人类的DNA不是一个一维的线性结构，它实际上是三维的，因此，在DNA的线性序列中，DNA的部分可能离得很远，但由于三维结构的循环，在物理上可能是彼此相邻的。在这种情况下，3D的接近程度比线性距离更重要"。"安全的基因治疗需要两件事，"Cheng说。"第一，保持新基因的高度表达。第二，整合需要对正常的人类基因组产生最小的影响，这是人们进行基因治疗的一个主要关注点。"科学家们发现，放置在他们的工具所确定的安全港湾位置的基因随着时间的推移保持了它们的表达。研究人员还表明，如果他们把一个基因放到他们的工具所确定的安全港区域之一，它对附近基因的影响比经典的安全港所在位置来得小。这个工具被称为基因组学和表观遗传学指导的安全港湾映射器（GEG-SHmapper），可免费使用：https://github.com/dewshr/GEG-SH...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1335311.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1335311.htm