重建所有哺乳動物在1.8億年前的共同祖先的基因組
（神秘的地球uux.cn）據cnBeta：從鴨嘴獸到藍鯨，今天所有活著的哺乳動物都是約1.8億年前存在的一個共同祖先的後代。盡管我們對這種動物了解不多，但一個全球專家小組最近通過計算重建了其基因組的組織。這些發現最近發表在《Proceedings of the National Academy of Sciences》上。
加州大學戴維斯分校進化和生態學傑出教授、該論文的資深作者Harris Lewin說道：“我們的結果對理解哺乳動物的進化和保護工作具有重要意義。”
研究人員使用了32個活體物種的高質量基因組序列，橫跨26個已知哺乳動物類別中的23個。人類和黑猩猩是這些物種之一，還有袋熊和兔子、海牛、家牛、犀牛、蝙蝠和穿山甲。雞和揚子鱷的基因組也被用作分析中的對比組。作為地球生物基因組計劃和其他大規模生物多樣性基因組測序計劃的一部分，這些基因組中的一些正在被製作。Lewin是地球生物基因組計劃(Earth BioGenome Project)工作小組的主席。
據該研究的論文第一作者、加州大學戴維斯分校基因組中心的博士後研究員Joana Damas稱，哺乳動物的祖先有19條常染色體，這些染色體控製著生物體特征的遺傳，而不是由性連鎖染色體控製的特征（這些染色體在大多數細胞中是成對的，總共有38條），加上兩條性染色體。研究人員確定了1215個基因塊，它們以相同的順序出現在所有32個基因組的同一染色體上。Damas表示，所有哺乳動物基因組的這些構建塊包括對正常胚胎發育至關重要的基因。
染色體穩定了3億多年
研究人員在哺乳動物祖先中發現了9條完整的染色體或染色體片段，其基因的順序在現代鳥類的染色體中是相同的。
“這一非凡的發現表明，在超3.2億年的漫長進化時間範圍內，染色體上基因的順序和方向具有進化的穩定性，”Lewin說道。
相比之下，這些保守區塊之間的區域包含更多的重複序列，更容易發生斷裂、重排和序列複製，這些都是基因組進化的主要驅動力。
“祖先的基因組重建對於解釋不同基因組的選擇壓力的位置和原因至關重要。這項研究在染色質結構、基因調控和連鎖保存之間建立了明確的關係。這為評估自然選擇在整個哺乳動物生命樹的染色體進化中的作用奠定了基礎。”德克薩斯A&M大學的William Murphy教授說道。據悉，他不是該論文的作者。
研究人員能從共同的祖先開始跟蹤祖先的染色體向前發展。他們發現，染色體重排的速度在哺乳動物品係之間有所不同。如在反芻動物係（導致現代牛、羊和鹿）中，6600萬年前，當小行星撞擊殺死恐龍並導致哺乳動物的興起時，染色體重新排列的速度加快了。
研究人員們表示，這些結果將有助於了解在過去1.8億年裏使哺乳動物在一個不斷變化的星球上繁衍生息的適應性背後的遺傳學。
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（神秘的地球uux.cn）據中國科學報（許悅）：一個國際團隊重建了所有哺乳動物最早共同祖先的基因組。相關研究9月26日發表於美國《國家科學院院刊》。
“我們的研究結果對理解哺乳動物進化和保護工作具有重要意義。”論文作者、美國加利福尼亞大學戴維斯分校進化與生態學傑出教授Harris Lewin表示。最早的哺乳動物祖先可能看起來像生活在2億年前的“摩根齒獸”。
從鴨嘴獸到藍鯨，每一種現代哺乳動物都是生活在1.8億年前的共同祖先的後代。但此前，人們對這種動物知之甚少。
科學家利用了包括人類、黑猩猩、袋熊、兔子、海牛、家牛、犀牛、蝙蝠和穿山甲等在內的32種哺乳動物的高質量基因組序列。這些動物來自26個已知哺乳動物目中的23個。研究人員還將雞和揚子鱷基因組作為對照組。其中一些基因組數據來自地球生物基因組計劃和其他大規模生物多樣性基因組測序工作。
該研究第一作者、加利福尼亞大學戴維斯分校基因組中心博士後Joana Damas說，他們利用計算機重建了哺乳動物祖先基因組，發現哺乳動物祖先有控製生物體遺傳特征的19對常染色體，以及兩條性染色體。
研究團隊確定了1215個基因塊，這些基因塊在32種動物的基因組中始終以相同的順序出現在同一染色體上。所有哺乳動物基因組中的這些基因塊都包含著對胚胎正常發育至關重要的基因。
科學家在哺乳動物祖先身上發現了9條完整的染色體片段，其基因順序與現代鳥類相同。
“這一引人注目的發現表明，染色體上的基因順序和方向在3.2億年的進化中具有穩定性。”Lewin說，相比之下，這些保守的基因塊之間的區域則包含更多重複序列，也更容易發生斷裂、重組和序列重複，而這些都是基因組進化的主要驅動因素。
“祖先基因組重建有助於解釋基因組選擇壓力在哪裏以及為什麽發生變化。這項研究在染色質結構、基因調控之間建立了明確的關係。”得克薩斯農工大學教授William Murphy說，這為評估自然選擇在哺乳動物生命樹的染色體進化中扮演的角色打下了基礎。
研究人員從哺乳動物共同祖先的染色體開始，沿著時間線追蹤，發現哺乳動物的染色體重排率不同。例如，反芻譜係在6600萬年前小行星撞擊導致恐龍滅絕、哺乳動物崛起時重排加速。
研究合著者Camilla Mazzoni說，這項研究結果將有助於理解動物適應性背後的遺傳學機製，比如在過去1.8億年裏，哺乳動物是如何在不斷變化的星球上適應並繁衍生息的。