首個現代蛙類基因組被破譯
- 發佈時間：2015-03-26 05:53:19 來源：經濟日報 責任編輯：羅伯特
中科院昆明動物研究所張亞平院士以及車靜研究員課題組與華大基因國家基因庫等單位合作，近期成功破譯了首個“現代蛙類”——高山倭蛙的基因組。
高山倭蛙屬於兩棲動物。目前已知兩棲動物包括7000多個物種，在研究脊椎動物的進化模式及其背後的分子機制中處於關鍵位置。但在兩棲動物生物類群中，目前僅有熱帶爪蟾的基因組被測定。爪蟾屬於“古老蛙類”的一種，而目前95%以上的蛙類屬於“現代蛙類”。測定“現代蛙類”基因組因此具有重要意義。
高山倭蛙係青藏高原的土著物種，同時也是青藏高原上的絕對優勢種，因此，該基因組的破譯同時也為研究兩棲類物種的高原適應奠定了基礎。研究人員通過比較高山倭蛙和熱帶爪蟾二者的基因組，發現前者擁有更大的基因組，且這種基因組大小上的差異主要歸因于兩者基因組轉机座元件的含量不同。進一步的研究發現，高山倭蛙的轉座元件主要以長末端（LTR）重復序列為主，而爪蟾則是以DNA轉座子為主。相對於爪蟾，高山倭蛙中的LTR具有更高的保守性。然而，LTR在高山倭蛙中出現的時間要顯著早于爪蟾，説明LTR在高山倭蛙中可能經歷了更強的選擇壓力，提示其可能具有某種潛在的生物學功能。
研究人員還估算出高山倭蛙和熱帶爪蟾的分歧時間大概在266百萬年前。儘管兩者分歧時間很久，但是兩物種染色體間的重排特別少，説明蛙類基因組可能具有相對較慢的進化速率。這一猜想在染色體內部重排速率、基因區及全基因組的替換速率等多個層面都得到證實，即兩棲動物，甚至整個冷血動物，具有比恒溫動物更低的進化速率。
此外，高山倭蛙基因組的破譯，使我們進一步確認了更多的人類、鳥類、甚至蛙類基因組中的染色體斷裂和融合區域。
這一研究工作得到了中國科學院先導專項、國家自然科學基金等的支援。研究結果近期發表在著名刊物《美國科學院院報》上。
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