2022-09-14 04:59:38 上海欧易生物医学科技有限公司
法国国家农业研究院的Yann Guiguen领导跨国研究团队,对虹鳟鱼基因组进行了测序,并将结果发表在本周的NatureCommunications杂志上。解读这种生物的遗传学信息,可以帮助人们进一步理解脊椎动物的进化。
在大约一亿年前,虹鳟鱼发生了一次罕见的基因组加倍,研究人员通过测序分析了这一事件后的基因演化情况。大多数进化过程涉及突变的出现和有利性状的选择,而基因组加倍则不同。这一事件生成了基因组的副本,对副本进行编辑不会危害原始的版本。
通常情况下,由于后代发生了大量的遗传学改变,人们往往难以分析基因组加倍事件。不过,一亿年对于加倍事件来说相对较短,所以研究者们能够一睹鳟鱼的进化编辑过程。(相关文章:盘点基因组测序的最新成果)
“人类和绝大多数脊椎动物的基因组加倍事件比较久远,仍然存在的重复基因比较少,”文章的共同作者,华盛顿州立大学的Gary Thorgaard说。“绝大多数重复基因被遗失,或者被修饰得面目全非。但鳟鱼基因组中的许多重复基因依然存在。”
虹鳟鱼(Oncorhynchus mykiss)能够在多种温度和水质条件下蓬勃生长,并且已经被人类成功驯化。由于人类的介入,现在这种鱼已经从环太平洋地区,扩散到了六大洲的水域中。
华盛顿州立大学的研究人员将来自阿拉斯加的Swanson系虹鳟鱼进行了克隆,以确保对同一条鱼进行连续性的研究,简化对测序结果的解读。
“此前已经有一些针对Swanson克隆系的研究,”Thorgaard说,“这些研究中的数据,为我们测序和解读虹鳟鱼的基因组提供了帮助。”
研究人员从鱼鳍组织提取DNA,并对其进行了测序。他们通过基因组序列和基因表达数据向人们展示,自从基因组加倍事件发生以来,约有半数的蛋白编码基因被删除。但几乎所有的microRNA基因都得以保留,帮助调控基因的表达。
研究人员还发现,在涉及胚胎发育和神经连接形成时,虹鳟鱼保留了原始或近乎原始的基因。这项研究指出,基因组加倍事件之后的基因演化,比人们之前预想的要慢得多。
“我们看到,基因在不同情况下的演化速率并不相同,”Thorgaard说。“像肺鱼和腔棘鱼这样的生物活化石,在漫长的进化史中并没有发生多少改变。而其他一些动物(例如北极熊),进化得比较晚。研究显示,虹鳟鱼的基因组加倍之后,基因的演化过程比其它大多数脊椎动物更慢,我们可以看到这一过程的进行。”
文章转载自生物通
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