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家犬與人類何以如此“長情”
早期基因組研究表明，家犬在兩萬年前就已出現(xiàn)了血統(tǒng)分化并于歐亞大陸廣泛擴(kuò)散。中國科學(xué)院昆明動物研究所（以下簡稱“昆明所”）研究人員帶領(lǐng)的國際合作團(tuán)隊(duì)完成了17個(gè)古代家犬的基因組測序，這也是科學(xué)家首次獲得中國古代家犬基因組。結(jié)合以往資料，團(tuán)隊(duì)根據(jù)73個(gè)古代狗基因組，構(gòu)建了從東亞到西歐亞草原的家犬血統(tǒng)演變圖譜。
研究首先發(fā)現(xiàn)中國5000年前存在獨(dú)特的家犬古老血統(tǒng)，此后數(shù)千年，中國古代家犬逐漸出現(xiàn)來自西伯利亞和西方的古代家犬血統(tǒng)滲入情況，同時(shí)來自中國的古老東亞祖份也廣泛擴(kuò)散到歐亞草原多處。更重要的是，團(tuán)隊(duì)通過與人類古基因組數(shù)據(jù)和證據(jù)對照，發(fā)現(xiàn)家犬?dāng)?shù)次滲入事件與人類的多次遷徙高度重合。
通過對比研究和多方證據(jù)的互相驗(yàn)證，團(tuán)隊(duì)最終證明，近1萬年來，家犬與人類曾經(jīng)密切共遷徙，不同時(shí)期、不同人群攜帶各自的犬通過歐亞草原和古絲綢之路等進(jìn)行跨洲大遷徙，這表明了家犬與人的親密關(guān)系。萬年來從歐亞草原到河西走廊的家犬血統(tǒng)流動，也映射著古代文明的互聯(lián)互通。這一基于古基因組分析的方法將擴(kuò)展到其他家養(yǎng)動物，發(fā)掘國內(nèi)家養(yǎng)動物豐富的遺傳資源潛力。
獼猴基因圖譜藏著人類健康的“鑰匙”
獼猴在遺傳和生理結(jié)構(gòu)上與人類有著極高的相似性，但對獼猴生物資源的有效利用需要對遺傳信息的詳盡解析和對表型的精準(zhǔn)描述。2023年，昆明所依托國家非人靈長類重大科技基礎(chǔ)設(shè)施啟動了“獼猴生物資源庫”計(jì)劃。近期，該項(xiàng)目研究取得階段性進(jìn)展。
在計(jì)劃中，研究人員收集到919只中國獼猴的基因組數(shù)據(jù)以及52種表型數(shù)據(jù)，首次揭示中國獼猴群體具有獨(dú)特的遺傳優(yōu)勢，比如更高的遺傳多樣性和更低的遺傳負(fù)荷。獼猴突變特征的景觀圖譜也與現(xiàn)有的人群隊(duì)列存在諸多相似之處。
有意思的是，研究人員發(fā)現(xiàn)，DISC1基因的有害突變會導(dǎo)致獼猴出現(xiàn)與人類精神疾病相似的表型，包括刻板行為、工作記憶受損及腦功能連接異常，為精神疾病研究提供了理想動物模型。
此外，研究人員還發(fā)現(xiàn)不同獼猴個(gè)體在藥物靶基因功能上存在顯著差異，這提示人們在用獼猴開展藥效學(xué)評價(jià)之前，應(yīng)對相關(guān)的藥物靶基因進(jìn)行基因分型或測序，以明確其作用靶點(diǎn)基因是否存在突變。
長臂猿為何有“長臂”
長臂猿是與人類親緣關(guān)系較近的小型猿類，其獨(dú)特的“臂行”運(yùn)動方式和瀕危現(xiàn)狀等受到廣泛關(guān)注。昆明所聯(lián)合國內(nèi)外多家科研機(jī)構(gòu)發(fā)起的國際“靈長類基因組計(jì)劃”取得的成果系統(tǒng)闡明了長臂猿科的演化歷程、種群動態(tài)及其標(biāo)志性長臂表型的遺傳基礎(chǔ)。
研究團(tuán)隊(duì)利用先進(jìn)的基因組學(xué)技術(shù)，構(gòu)建了全球范圍內(nèi)迄今最全面的長臂猿基因組數(shù)據(jù)集，覆蓋了18個(gè)現(xiàn)存長臂猿物種，以確鑿的基因組證據(jù)揭示了長臂猿屬、冠長臂猿屬、合趾猿屬和白眉長臂猿屬的演化關(guān)系。
長臂猿為何演化出用于“臂行”的修長臂膀？研究團(tuán)隊(duì)通過多物種比較基因組學(xué)分析，在長臂猿體內(nèi)調(diào)控脊椎動物肢體發(fā)育核心基因的關(guān)鍵調(diào)控區(qū)內(nèi)，識別出一個(gè)特異性缺失片段。為驗(yàn)證該缺失的功能，研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了攜帶此結(jié)構(gòu)變異的轉(zhuǎn)基因小鼠模型。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，與野生型小鼠相比，攜帶長臂猿特有基因缺失的小鼠四肢骨骼表現(xiàn)出顯著的相對增長。這表明該結(jié)構(gòu)變異可能在長臂猿四肢伸長演化過程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。
