追踪进化的幽灵:研究人员关注大猩猩中隐藏的基因谱系

追踪进化的幽灵:研究人员关注大猩猩中隐藏的基因谱系研究小组在这一与人类关系密切的猿类物种中发现了基因流动事件,即从一个已经灭绝的种系到今天生活的大猩猩的基因流动。这类似于现代人类和倭黑猩猩保存了来自已灭绝族群的基因,这些基因仍然可以在我们的基因组中找到。人类和大猩猩有一个令人兴奋的共同点:在进化过程中,这两个物种的DNA都与今天已经灭绝的其他族群的个体交配而发生了混合--因此,出现了基因从一个族群向另一个族群的导入。在进化史上,现代人与尼安德特人和丹尼索瓦人交换了基因。休息期间,山地大猩猩母婴与另一只成年雌性大猩猩在一起。图片来源:大猩猩医生MikeCranfield如今,在许多人类的基因组中仍能找到它们的踪迹。针对类人猿,尤其是大猩猩的类似研究很少,因为我们的近亲只有少数化石,不像智人,可以从中提取古代DNA进行分析。因此,活在今天的个体的基因组是重建其进化史的唯一途径,这一点尤为重要,因为大猩猩在野外濒临灭绝。幽灵种群的基因流动为了解进化史提供了新的视角大猩猩由两个物种(西部和东部大猩猩)组成,每个物种又有两个亚种:西部大猩猩包括西部低地大猩猩和跨河大猩猩,东部大猩猩包括东部低地大猩猩和密切相关的山地大猩猩。在目前的研究中,国际教育局的托马斯-马克斯-博内特(TomasMarques-Bonet)和维也纳大学的马丁-库尔维姆(MartinKuhlwilm)领导的团队与桑格研究所的克里斯-泰勒-史密斯(ChrisTyler-Smith)和薛雅丽(YaliXue)合作,分析了来自所有四个亚种的个体的全基因组,包括来自乌干达布文迪国家公园(BwindiNationalPark)的新测序的山地大猩猩基因组,该公园是仅存的两处山地大猩猩栖息地之一。休息期间的山地大猩猩母子。图片来源:大猩猩医生迈克-克兰菲尔德(MikeCranfield)包括神经网络整合在内的创新统计方法揭示了一个惊人的结果:4万年前,一个现已灭绝的大猩猩幽灵种群与东部低地大猩猩和山地大猩猩的共同祖先之间进行了基因交换。科学家马丁-库尔维尔姆(MartinKuhlwilm)解释说:"今天的东部大猩猩基因组中有多达3%的基因来自这个幽灵种群,它们在300多万年前从所有大猩猩的共同祖先那里分离出来。他继续说:"另一方面,我们无法在西部大猩猩中鉴定出任何这些DNA片段"。幽灵种群的基因流动可能影响基因功能这个国际研究小组能够给人留下深刻印象的是,已经灭绝的祖先的基因输入不仅在进化史上有意义,而且还可能对现今的物种产生功能性影响。他们举例说明了这一点:研究人员发现,一种编码苦味受体的基因从幽灵种群引入了今天的东部低地大猩猩和山地大猩猩--之后可能受到了正向选择。这对今天的动物来说非常有用,因为这种味觉感受器可能有助于避免吃有毒(和苦味)的食物。另一个有趣的分析结果是,东部大猩猩的X染色体上保留了极少量来自幽灵种群的DNA。因此,它似乎受到了负面选择的影响,这在人类和其他物种中也可以观察到。其中一个可能的原因是,与其他染色体不同,这条染色体在雄性个体中只存在一个拷贝,因此有害突变可能会产生更大的影响。托马斯-马尔克斯-博内特(TomasMarques-Bonet)也是UPF医学与生命科学系(MELIS)的遗传学教授,他说:"进化遗传学非常重要,我们的研究让我们更好地了解了大猩猩的进化史,为帮助我们更好地理解灭绝种群的基因流会对当前种群产生哪些影响做出了宝贵贡献。"...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1374209.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1374209.htm

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研究人员首次绘制狗表观基因组图谱

研究人员首次绘制狗表观基因组图谱由于狗的生物钟加快,寿命较短,与人类相比,它们可以充当瞭望者,对环境风险因素做出更快的反应,并提醒我们潜在的危险。但是,尽管我们与人类最好的朋友有着长期的关系,但我们缺乏狗的参考表观基因组。考虑到我们有如此多的共同点——环境、饮食、生活方式和接触传染源——这可能会告诉我们这些因素如何在基因上影响他们和我们,这有点令人失望。现在,首尔国立大学的研究人员填补了这一知识空白,首次创建了狗表观基因组的高质量参考图谱,为基因组学研究以及与人类和其他物种的比较研究提供了一种手段。研究人员以比格犬这一品种为对象,仔细检查了狗的11种主要组织:大脑(大脑和小脑)、乳腺、肺、肝脏、胃、脾、胰腺、肾、结肠和卵巢。然后,他们使用收集的遗传数据创建功能基因组注释,用有关结构或功能的描述信息标记DNA、RNA或蛋白质序列中的特定特征。他们将狗的表观基因组与现有的人类和小鼠表观基因组进行了比较,通过被命名为EpiCDog(狗表观基因组目录)的工作,研究人员发现了不同组织和物种之间共享的保守且动态的功能特征。最值得注意的是,狗的表观基因组被发现比小鼠的表观基因组更类似于人类的表观基因组,这表明基因的调控方式与人类健康和疾病的影响有相似之处。该研究的通讯作者Je-YoelCho表示:“这一突破性的表观基因组图谱可广泛用于研究不同的狗品种、深入研究癌症和疾病机制、进行跨物种比较研究,并对人类生命科学的进步做出重大贡献。”有趣的是,根据本月早些时候发表的一项研究,自然发生的犬类癌症与人类癌症具有显着的相似之处。研究发现,我们共有18个基因突变“热点”,这些突变很可能是癌症的原因。当前研究中研究人员的工作可以帮助发现人类和狗之间的这种重叠。研究人员表示,EpiCDog当然会让治疗我们四足朋友的兽医受益匪浅。Cho说:“这项工作也代表了兽医学领域基础研究的一个里程碑。这一突破使研究人员能够揭示表观遗传修饰对基因表达的影响,并为研究复杂疾病的潜在机制、推进狗的兽医诊断、治疗和个性化医疗方法开辟新途径。”研究人员计划开发EpiCDog以进一步推进狗的表观基因组学。该研究发表在《科学进展》杂志上。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1370203.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1370203.htm

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巨猿研究揭示 Y 染色体比 X 染色体进化更快

巨猿研究揭示Y染色体比X染色体进化更快猿类性染色体研究来自宾夕法尼亚州立大学、美国国家人类基因组研究所和华盛顿大学的一个国际研究小组为五个类人猿物种和一个较小类人猿物种的性染色体制作了完整的"端对端"参考基因组。他们的研究揭示了雄性特异性Y染色体的快速进化变化。这些发现加深了我们对性染色体进化的理解,有助于我们了解影响类人猿和人类的遗传疾病。类人猿中Y和X染色体的重要性"Y染色体对人类的生育能力非常重要,而X染色体则蕴藏着对生殖、认知和免疫至关重要的基因,"宾夕法尼亚州立大学生命科学维恩-威拉曼讲座教授、生物学教授兼研究小组组长卡捷琳娜-马科娃(KaterynaMakova)说。"我们的研究为今后研究性染色体、它们如何进化以及与之相关的疾病打开了大门。我们研究的非人类巨猿物种都濒临灭绝。获得它们完整的性染色体序列将有助于研究它们在野外的性别特异性散布及其对繁殖和生育的重要基因"。宾夕法尼亚州立大学和美国国家人类基因组研究所的研究人员领导的一项国际合作新生成了六个灵长类物种的性染色体的完整基因组,揭示了类人猿Y染色体的快速进化。这些结果可以为保护这些濒危物种提供信息,并揭示人类和我们近亲中与性有关的遗传疾病。图片来源:设计:鲍勃-哈里斯;摄影:圣地亚哥动物园和塔尔萨动物园从Y染色体变异性看进化的启示这种参考基因组是一个具有代表性的例子,有助于今后对这些物种的研究。研究小组发现,与X染色体相比,Y染色体在不同猿类物种之间的差异很大,而且含有许多物种特有的序列。然而,它仍然受到纯化自然选择的影响--这种进化力量通过清除有害突变来保护其遗传信息。这项新研究最近发表在《自然》杂志上。基因组测序的技术进步马科瓦说:"2001年,研究人员对人类基因组进行了测序,但实际上并不完整。当时可用的技术意味着某些空白没有被填补,直到2022-23年由端粒到端粒(Telomere-to-Telomere,简称T2T)联盟领导的一项新的努力。我们利用人类T2T联盟开发的实验和计算方法,确定了我们在世近亲--类人猿--性染色体的完整序列。"类人猿的比较基因组学研究小组为五种类人猿--黑猩猩、倭黑猩猩、大猩猩、婆罗洲猩猩和苏门答腊猩猩--以及一种较小的类人猿--暹罗猿--制作了完整的性染色体序列。他们为每个物种的一个个体生成了序列。生成的参考基因组可作为基因和其他染色体区域的图谱,帮助研究人员对该物种其他个体的基因组进行测序和组装。这些物种以前的性染色体序列不完整,或者婆罗洲猩猩和暹罗猩猩的性染色体序列不存在。该研究的共同第一作者、宾夕法尼亚州立大学博士后研究员KarolPál说:"Y染色体的测序一直是个挑战,因为它包含许多重复性区域,而且由于传统的短线程测序技术是在短时间内对序列进行解码,因此很难将得到的片段按照正确的顺序排列。T2T方法使用长读数测序技术,克服了这一难题。我们与美国国家卫生与遗传研究所(NHGRI)的亚当-菲利皮(AdamPhillippy)研究小组合作,结合计算分析的进步,使我们能够完全解决以前难以测序和组装的重复区域。通过比较X染色体和Y染色体之间以及不同物种之间的差异,包括与之前生成的人类X染色体和Y染色体的T2T序列的差异,我们了解到了有关它们进化的许多新情况。"Y染色体的高变异性宾夕法尼亚州立大学医学基因组学中心主任马科瓦说:"性染色体开始时与其他任何一对染色体一样,但Y染色体由于在其大部分长度上不与其他染色体交换遗传信息,因此在积累许多缺失、其他突变和重复元素方面一直独树一帜。"因此,研究小组发现,在六个猿类物种中,Y染色体在包括大小在内的各种特征上的变化要比X染色体大得多。在所研究的猿类中,X染色体的大小从黑猩猩和人类的1.54亿个ACTG字母(代表组成DNA的核苷酸)到大猩猩的1.78亿个字母不等。相比之下,Y染色体的大小从暹罗猩猩的3000万个DNA字母到苏门答腊猩猩的6800万个字母不等。例如,人类和黑猩猩之间约有98%的X染色体是一致的,但它们之间只有约三分之一的Y染色体是一致的。研究人员发现,部分原因是Y染色体更有可能被重新排列或部分遗传物质被复制。此外,在Y染色体上,重复序列所占染色体的百分比变化很大。根据物种的不同,重复元素占X染色体的62%到66%,而占Y染色体的71%到85%。与人类基因组中的其他染色体相比,X和Y染色体上的这些百分比都更高。Y染色体生存策略马科瓦说:"我们发现猿猴的Y染色体正在缩小,积累了许多突变和重复,并丢失了基因。那么,为什么Y染色体没有像以前的一些假说所说的那样消失呢?我们与坦普尔大学的谢尔盖-科萨科夫斯基-庞德等人合作发现,Y染色体上仍有许多基因在净化选择--一种保持基因序列完整的自然选择--下进化。其中许多基因对精子发生非常重要。这意味着Y染色体不可能很快消失。"研究人员发现,Y染色体上的许多基因似乎采用了两种生存策略。第一种是利用基因冗余--染色体上存在同一基因的多个拷贝--这样基因的完整拷贝就能补偿可能发生突变的拷贝。研究小组首次完成了猿类性染色体上多拷贝基因家族的图谱,从而量化了这种基因冗余。第二种生存策略是利用回文,即DNA字母表中的字母序列后跟有相同但倒置的序列,例如ACTG-GTCA。当基因位于回文染色体内时,就能从回文染色体纠正突变的能力中获益。帕尔说:"我们发现,Y染色体可以在两个回文染色体臂的重复序列之间与自身交换遗传信息。当同一基因的两个拷贝位于回文染色体内,其中一个拷贝发生突变时,可以通过与另一个拷贝进行基因交换来挽救突变。这可以弥补Y染色体与其他染色体遗传信息交换的不足。"研究小组还首次获得了猿类性染色体上回文染色体的完整序列,因为以前很难对它们进行测序和研究。他们发现,猿猴Y染色体上的回文染色体特别多而且特别长,但它们通常只在近亲物种之间共享。猿类基因组研究的进展研究人员还与约翰-霍普金斯大学的迈克尔-沙茨及其团队合作,对129只大猩猩和黑猩猩的性染色体进行了研究,以更好地了解每个物种内部的遗传变异,并寻找自然选择和其他进化力量作用于它们的证据。宾夕法尼亚州立大学生物学助理教授、论文作者之一ZacharySzpiech说:"通过将大猩猩和黑猩猩的性染色体测序读数与我们的新参考序列进行比对,我们从之前研究过的大猩猩和黑猩猩个体中获得了大量新信息。虽然未来增加样本量将非常有助于提高我们检测不同进化力量特征的能力,但在与濒危物种合作时,这在伦理和后勤方面都可能具有挑战性,因此我们能最大限度地利用现有数据是至关重要的。"研究人员探索了能够解释大猩猩内部和黑猩猩内部Y染色体变异的各种因素,这一分析揭示了Y染色体上净化选择的额外特征。对未来研究和保护工作的影响宾夕法尼亚州立大学生物学助理教授克里斯蒂安-胡贝尔(ChristianHuber)是这篇论文的作者之一,他说:"我们将生物信息学技术和进化分析有力地结合在一起,使我们能够更好地解释我们的近亲类人猿性染色体的进化过程。"此外,我们制作的参考基因组将有助于未来对灵长类进化和人类疾病的研究。"编译来源:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1435167.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1435167.htm

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研究人员成功测序蒙特莫朗西酸樱桃基因组

研究人员成功测序蒙特莫朗西酸樱桃基因组他们首先将开花迟缓的酸樱桃树的DNA序列与它们的亲戚桃子的基因组序列进行比较。然而,当这两个物种之间的遗传差异大大掩盖了它们的相似性时,他们感到非常吃惊。因此,研究小组接受了挑战,创建了第一个有注释的Montmorency酸樱桃基因组,并确定了编码每个基因的DNA片段。"我天真地以为这将是一项简单的工作;我们只需对一些早开和晚开的樱桃树进行测序,并将序列与桃子基因组进行比对,在短短几周内就能得到答案,"MSU农业和自然资源学院的助理教授CourtneyHollender说。"事实证明我错得不能再错了。"基因组包含一个生物体发展的所有基因和遗传指令。研究人员在种植一棵将在较晚季节开花的樱花树时,对它进行测序为他们提供了一张地图。对于Hollender的博士生CharityGoeckeritz来说,一次挫折的练习激起了她的好奇心。Goeckeritz说:"我试图将酸樱桃的DNA序列与桃子的基因组进行比对,但它们并没有很好地比对。我向所有人抱怨,最后,我的一个朋友建议我们只对酸樱桃基因组进行测序。多亏了MSU的农业生物研究项目GREEEN(即产生研究和推广以满足经济和环境需求)的资金,他们才得以做到这一点。"Hollender和Goeckeritz与MSU名誉教授、全国唯一的酸樱桃培育者AmyIezzoni,Iezzoni的博士生KathleenRhoades,园艺系和MSU植物复原力研究所的助理教授BobVanBuren,MSU基因组学核心主任KevinChilds,以及MSU园艺系副教授PatrickEdger合作。他们一起发现,Montmorency酸樱桃的基因组比他们最初想象的要复杂。这些复杂性来自于酸樱桃的亲本植物染色体。酸樱桃是异源四倍体,意味着它们不是像人类那样有两套染色体,而是有四套来自至少两个不同物种的染色体。Goeckeritz说:"酸樱桃不仅每条染色体都有四个副本,而且它还是两个不同物种之间自然杂交的产物:地樱桃,Prunusfruticosa,和甜樱桃,Prunusavium,这可能发生在近200万年前。"Goeckeritz正在利用基因组研究开花时间,而为该项目进行RNA测序或基因表达分析的Rhoades正在努力确定与特定水果性状有关的基因,如颜色和硬度。拥有Montmorency酸樱桃的基因组序列为未来大量的研究提供了可能性,通过种植更多能够抵御春季不同天气并生产更多樱桃的树木,最终将使行业和消费者受益。"在这个基因组之前,有一些关于酸樱桃的序列,但它不是一个完整的画面,我只是想拥有用于研究和育种的基因组,"霍兰德说。"现在我们有了一个完整的画面,这项研究将对全世界所有未来的酸樱桃研究和育种工作产生重大影响。"...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1361041.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1361041.htm

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MIT研究人员改进基因编辑技术 可高效地将整个基因插入人体细胞

MIT研究人员改进基因编辑技术可高效地将整个基因插入人体细胞使用这种新方法,他们将在基因组的原生位置插入一个健康的基因拷贝,而不必使用其他基因编辑方法进行较小的编辑,创建不同的基因疗法来纠正每一个突变。这种新方法结合使用了素编辑和新开发的重组酶,前者可以直接进行大约100或200个碱基对的大范围编辑,后者可以在基因组的特定位点高效插入数千个碱基对长度的大段DNA。这种名为eePASSIGE的系统进行基因大小编辑的效率是其他类似方法的数倍,相关报道发表在《自然-生物医学工程》(NatureBiomedicalEngineering)上。"据我们所知,这是哺乳动物细胞中可编程靶向基因整合的首个实例之一,符合潜在治疗相关性的主要标准,"该研究的资深作者、理查德-默金教授兼布罗德大学默金医疗保健变革技术研究所所长、哈佛大学教授、霍华德-休斯医学研究所研究员刘说。"如果我们在培养人体细胞中观察到的效率能够转化到临床环境中,我们预计在这些效率下,即使不是大多数功能缺失性遗传疾病,许多疾病也可以得到改善或挽救。"研究生斯姆里蒂-潘迪(SmritiPandey)和博士后研究员丹尼尔-高(DanielGao)都是这项研究的共同第一作者,他们还与明尼苏达大学马克-奥斯本(MarkOsborn)研究小组和贝斯以色列女执事医疗中心埃利奥特-柴科夫(ElliotChaikof)研究小组合作完成了这项研究。潘迪说:"这一系统为细胞疗法提供了大有可为的机会,它可用于将基因精确植入体外细胞,然后再给病人注射,以治疗疾病等。eePASSIGE的高效率和多功能性令人兴奋,它可以催生一类新的基因组药物。我们也希望它能成为整个研究界的科学家们用来研究基础生物学问题的工具。"许多科学家已经利用基因素材编辑技术有效地改变了DNA,这些改变的长度可达几十个碱基对,足以纠正绝大多数已知的致病突变。但是,在基因组的原生位置引入整个健康基因(通常长达数千个碱基对)一直是基因编辑领域的长期目标。这不仅有可能治疗许多患者,而不管他们的致病基因发生了哪种突变,而且还能保留周围的DNA序列,从而增加新安装的基因被适当调控的可能性,而不是表达过多、过少或在错误的时间表达。2021年,刘的实验室报告了向这一目标迈出的关键一步,他们开发出了一种名为twinPE的素体编辑方法,在基因组中安装重组酶"着陆点",然后利用Bxb1等天然重组酶催化新DNA插入素体编辑的目标位点。很快,刘与他人共同创办的生物技术公司PrimeMedicine就开始利用这项被称为PASSIGE(prime-editing-assistedsite-specificintegrasegeneediting)的技术来开发遗传疾病的治疗方法。PASSIGE只在一小部分细胞中进行编辑,这足以治疗某些遗传疾病,但可能无法治疗大多数因功能基因缺失而导致的遗传疾病。因此,在今天报告的新工作中,刘的团队着手提高PASSIGE的编辑效率。他们发现,重组酶Bxb1是限制PASSIGE效率的罪魁祸首。随后,他们利用研究小组之前开发的一种名为PACE(噬菌体辅助持续进化)的工具,在实验室中快速进化出了更高效的Bxb1版本。由此产生的新进化和工程化Bxb1变体(eeBxb1)改进了eePASSIGE方法,平均可整合小鼠和人类细胞中30%的基因大小的载荷,是原始技术的4倍,是最近发表的另一种名为PASTE的方法的16倍。刘说:"eePASSIGE系统为研究在遗传病细胞和动物模型中我们选择的位点整合健康基因拷贝以治疗功能缺失性疾病提供了一个很好的基础。我们希望这个系统将被证明是实现靶向基因整合为患者带来益处的重要一步。"有鉴于此,Liu的团队目前正致力于将eePASSIGE与工程病毒样颗粒(eVLPs)等递送系统结合起来,以克服传统上限制基因编辑器在体内进行治疗递送的障碍。编译来源:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1434711.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1434711.htm

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科学家关注蝙蝠群聚交换免疫基因带来病毒耐受性的进化的现象

科学家关注蝙蝠群聚交换免疫基因带来病毒耐受性的进化的现象德克萨斯农工大学兽医与生物医学科学学院(VMBS)的NicoleFoley博士说:"了解蝙蝠是如何进化出病毒耐受力的,可能有助于我们了解人类如何才能更好地对抗新出现的疾病。作为基因组学家,我们的工作常常为直接研究病毒传播的科学家的研究奠定基础。他们可能正在开发疾病疫苗或监测易感动物种群。我们相互依赖,才能在下一次大流行中保持领先。"一只正在捕食的鼠耳蝠。图片来源:NicoleFoley博士/德克萨斯农工大学兽医与生物医学学院由于蝙蝠通常对其携带的疾病具有免疫力,福里和兽医综合生物科学系教授比尔-墨菲博士认为,研究蝙蝠的疾病免疫力可能是预防下一次全球大流行的关键。福里说:"由于COVID-19大流行,预测和预防疫情爆发成为研究人员和公众的首要任务。有几种蝙蝠对危害人类健康的病毒有耐受性,这意味着它们会成为疾病的贮藏库--它们携带病毒,但关键是它们不会出现症状"。长耳鼠耳蝠。图片来源:NicoleFoley博士/德克萨斯农工大学兽医与生物医学科学学院为了准确揭示蝙蝠是如何进化出对这些致命病毒的耐受力,弗利、墨菲和他们的国际研究伙伴绘制了蝙蝠的进化树图,他们知道这对于试图确定哪些基因可能参与其中至关重要。"鼠耳蝠是哺乳动物中的第二大属,有140多个物种,"她说。"它们几乎遍布世界各地,并寄生着多种多样的病毒。鼠耳蝠和其他蝙蝠物种在交配期间也有成群行为,这给弄清物种间的关系增加了困难。"在一起栖息的长耳鼠耳蝠。图片来源:NicoleFoley博士/德克萨斯农工大学兽医与生物医学学院Foley说:"你可以把群体行为想象成社交聚会;这里有大量的飞行活动、更多的交流和物种间的交融,对蝙蝠来说,这和去夜总会没什么两样。"让研究人员感到复杂的是,蝙蝠群会产生更多的杂交种--父母来自不同物种的个体蝙蝠。Foley说:"鼠耳蝠的问题在于种类繁多,大约有130种,但它们看起来都非常相似。很难将它们彼此区分开来,而杂交则使区分变得更加困难。如果我们想弄清楚这些蝙蝠是如何进化的,从而了解它们的疾病免疫力,那么能够分辨出谁是谁就非常重要了。"长耳鼠耳蝠。图片来源:NicoleFoley博士/德克萨斯农工大学兽医与生物医学科学学院有鉴于此,为了绘制出鼠耳蝠之间的真实关系图,弗利和墨菲首先解开了杂交的遗传密码,这样他们就能更清楚地分辨出哪些物种是鼠耳蝠。她解释说:"我们与爱尔兰、法国和瑞士的研究人员合作,对60种蝙蝠的基因组进行了测序。这使我们能够弄清DNA中哪些部分代表了物种的真实进化史,哪些部分是杂交产生的。"解决了这部分难题后,研究人员终于能够更仔细地研究遗传密码,看看它如何可能揭示疾病免疫。他们发现,免疫基因是蜂拥时物种间最频繁交换的一些基因。"对于研究人员来说,群聚行为一直是个谜,"Foley说。"现在我们对这种特殊行为进化的原因有了更好的理解--也许是为了促进杂交,这有助于在整个种群中更广泛地传播有益的免疫基因变体。"NicoleFoley博士和WilliamMurphy博士。资料来源:德克萨斯农工大学兽医和生物医学科学学院Foley和Murphy的发现为我们提出了关于杂交在进化中的重要性的新问题。Foley指出:"杂交在我们的发现中所起的作用比我们预想的要大得多。这些结果让我们不禁要问,迄今为止,杂交在多大程度上掩盖了基因组学家对哺乳动物进化史的了解。现在,我们希望找出哺乳动物之间发生杂交的其他情况,看看我们能了解它们之间的关系,甚至基因组是如何以及为什么会以这种方式组织起来的。"编译来源:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1420013.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1420013.htm

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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

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