一個(gè)國際團(tuán)隊(duì)重建了所有哺乳動(dòng)物最早共同祖先的基因組。相關(guān)研究9月26日發(fā)表于美國《國家科學(xué)院院刊》。

“我們的研究結(jié)果對理解哺乳動(dòng)物進(jìn)化和保護(hù)工作具有重要意義。”論文作者、美國加利福尼亞大學(xué)戴維斯分校進(jìn)化與生態(tài)學(xué)杰出教授Harris Lewin表示。最早的哺乳動(dòng)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(lán)鯨，每一種現(xiàn)代哺乳動(dòng)物都是生活在1.8億年前的共同祖先的后代。但此前，人們對這種動(dòng)物知之甚少。

科學(xué)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(nèi)的32種哺乳動(dòng)物的高質(zhì)量基因組序列。這些動(dòng)物來自26個(gè)已知哺乳動(dòng)物目中的23個(gè)。研究人員還將雞和揚(yáng)子鱷基因組作為對照組。其中一些基因組數(shù)據(jù)來自地球生物基因組計(jì)劃和其他大規(guī)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(xué)戴維斯分?；蚪M中心博士后Joana Damas說，他們利用計(jì)算機(jī)重建了哺乳動(dòng)物祖先基因組，發(fā)現(xiàn)哺乳動(dòng)物祖先有控制生物體遺傳特征的19對常染色體，以及兩條性染色體。

研究團(tuán)隊(duì)確定了1215個(gè)基因塊，這些基因塊在32種動(dòng)物的基因組中始終以相同的順序出現(xiàn)在同一染色體上。所有哺乳動(dòng)物基因組中的這些基因塊都包含著對胚胎正常發(fā)育至關(guān)重要的基因。

科學(xué)家在哺乳動(dòng)物祖先身上發(fā)現(xiàn)了9條完整的染色體片段，其基因順序與現(xiàn)代鳥類相同。

“這一引人注目的發(fā)現(xiàn)表明，染色體上的基因順序和方向在3.2億年的進(jìn)化中具有穩(wěn)定性。”Lewin說，相比之下，這些保守的基因塊之間的區(qū)域則包含更多重復(fù)序列，也更容易發(fā)生斷裂、重組和序列重復(fù)，而這些都是基因組進(jìn)化的主要驅(qū)動(dòng)因素。

“祖先基因組重建有助于解釋基因組選擇壓力在哪里以及為什么發(fā)生變化。這項(xiàng)研究在染色質(zhì)結(jié)構(gòu)、基因調(diào)控之間建立了明確的關(guān)系。”得克薩斯農(nóng)工大學(xué)教授William Murphy說，這為評估自然選擇在哺乳動(dòng)物生命樹的染色體進(jìn)化中扮演的角色打下了基礎(chǔ)。

研究人員從哺乳動(dòng)物共同祖先的染色體開始，沿著時(shí)間線追蹤，發(fā)現(xiàn)哺乳動(dòng)物的染色體重排率不同。例如，反芻譜系在6600萬年前小行星撞擊導(dǎo)致恐龍滅絕、哺乳動(dòng)物崛起時(shí)重排加速。

研究合著者Camilla Mazzoni說，這項(xiàng)研究結(jié)果將有助于理解動(dòng)物適應(yīng)性背后的遺傳學(xué)機(jī)制，比如在過去1.8億年里，哺乳動(dòng)物是如何在不斷變化的星球上適應(yīng)并繁衍生息的。(徐銳)

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