近期最热门的基因组测序成果

  The scientist杂志对近期最热门的一些基因组测序成果进行了盘点，两项中国学者的成果入选。
  种属：家蝇（Musca domestica）
  基因组大小：691 million bp
  家蝇也就是我们生活中常见的苍蝇，这种小昆虫很烦人，不过它们耐受病原体和分解垃圾的能力，使它们成为了科学家们研究的对象。十月十三日的Genome Biology杂志上发布了家蝇的基因组序列。这项研究通过比较家蝇和黑腹果蝇的基因组，揭示了许多涉及病原体应答、解毒和化学感知有关的基因
  “在发育生物学、性别决定、免疫、毒理学、生理学等领域，科学家们对家蝇很感兴趣，”这项研究的第一作者，Cornell大学的Jeff Scott说。“家蝇基因组将成为非常有用工具，推动这些领域的发展。”
  家蝇以人类和动物废物为食，已知能传播一百多种人类疾病，包括肺结核、霍乱和沙眼，其种沙眼每年导致六百万儿童失明。理解家蝇如何处理如此高的病原体负荷，有助于改善相关疾病的治疗和疫苗开发。
  其实家蝇也有烦心事，比如寄生蜂Nasonia vitripennis（基因组已测序）。探究二者相互作用的研究，将会在未来结出硕果。

  一个世纪以来人们常常用杀虫剂对付家蝇，而家蝇也一再演化出抗性，研究这一过程中的遗传学机制将有助于进行更好的害虫控制。

  种属：墨尔本病毒（Melbournevirus）
  基因组大小：369,000 bp
  从阿米巴变形虫分离的这个病毒，是巨大病毒Marseilleviridae家族中第六个被测序的成员。Aix-Marseille大学的科学家们在基因组相似性的基础上，评估了墨尔本病毒403个基因的选择压力。
  在墨尔本病毒的基因组中，同义突变与非同义突变之间的比值较高，说明绝大多数基因经历的是净化选择（purifying selection），这对于病毒的适应性很重要。这篇发表在Journal of Virology杂志上的文章指出，“此前人们普遍认为，大DNA病毒的许多基因可能是非必要的，但我们的发现与此相反。”

  2003年，人们从同类阿米巴变形虫中分离到了首个巨大病毒Mimivirus。Mimivirus直径有0.4微米，科学家差点把它认作是细菌，Mimivirus的基因组为1.2 million bp。

  这项巨大病毒的新研究，重塑了科学家们对病毒的理解。阿米巴变形虫以细菌为食，能感染真核生物，它们也会受到病毒和细菌的感染，是为生物进化的“熔炉”。（原文：Genome analysis of the first Marseilleviridae representative from Australia indicates that most of its genes contribute to the virus fitness.）

  种属：帝王蝶（Danaus plexippus）
  基因组大小：273 million bp
  中科院上海生命科学研究院植物生理生态研究所的研究团队与美国芝加哥大学、马萨诸塞大学医学院等合作，对92个帝王蝶基因组进行了分析。这项研究颠覆了之前的理论，让人们重新认识这一物种的进化起源、迁飞行为和着色。这篇发表在Nature杂志上的文章指出，帝王蝶大约两百万年前起源于北美，中美洲、南美洲、欧洲和太平洋岛屿上的种群都是后来才出现的。

  绝大多数Danaus属的蝴蝶生活在热点而且不迁飞，因此科学家们一致认为北美帝王蝶是后来才分支出来的。然而系统发生研究显示，帝王蝶起源于美国西南部或墨西哥北部，它们的迁飞是一种古老的技能。事实上，帝王蝶在进化史上曾三次丧失迁飞行为。

  这种转变与一个编码胶原蛋白的基因有关，该蛋白对于飞行肌肉的功能很重要。研究人员本以为迁飞帝王蝶拥有更强的胶原。“迁飞蝴蝶必须硕大坚强而有力，”文章的共同作者，芝加哥大学的Marcus Kronforst说。“但我们的实验显示，迁飞帝王蝶的胶原活性较少。”飞行实验表明，迁飞成功的秘诀在于更有效的利用氧。

  这项研究还在一只夏威夷的白色帝王蝶中获得了意外的收获。在脊椎动物中，肌球蛋白起到了运输色素的作用。研究人员通过这只帝王蝶首次发现，肌球蛋白在非脊椎动物中也有这样的功能。
  Expression exposer
  种属：摇蚊（Chironomus tentans）
  基因组大小：约200 million bp
  首个摇蚊基因组草图的完成，将有助于基因表达研究和化学毒性研究。Stockholm大学在BMC Genomics杂志上发表文章指出，C. tentans的基因表达机器与黑腹果蝇相似，也能成为一种研究模型。
  C. tentans的幼虫生活在湖泊的沉积物中，常会接触到污染物。因此，它们普遍被用于测试化学毒性。此外，C. tentans唾液腺含有异常巨大的多线染色体，多线染色体是DNA多轮复制但细胞不分裂的结果。摇蚊的BR（Balbiani ring）基因特别受到关注，因为在转录过程中它们会形成疏松结构，通过原位杂交就可以在完整的核里研究基因表达机器。

  这项研究阐明了BR位点的组织形式，还鉴定了一个新BR基因。研究人员通过研究BR2疏松区，揭示了基因转录过程中染色质单体的伸展结构。

  种属：鲤鱼（Cyprinus carpio）
  基因组大小：1.83 billion bp
  中国、美国、匈牙利的科学家们在Nature Genetics杂志上发表了鲤鱼的基因组草图，展示了鲤鱼的基因组复制事件，揭示了体型大小和皮肤颜色的遗传学基础。这一成果将帮助人们更好的养殖这种淡水鱼。
  通过分析基因家族中的突变率，研究人员估计鲤鱼种系在大约八百二十万年前，经历了一次全基因组重复。结果是鲤鱼有50条染色体，而绝大多数硬骨鱼只有24或25条。

  在组装了驯化鲤鱼（Songpu）的基因组草图之后，研究人员又对其他32种鲤鱼进行了重测序，包括亚洲、欧洲和美国的野生和驯化品种。系统发生分析显示，亚洲和欧洲的鲤鱼有着不同的起源，而美国的样本能分别归入这两个群体。

  研究人员还对Songpu和Hebao两个鲤鱼品种的皮肤进行了转录组测序，结果显示二者之间存在数百个差异性表达的基因。值得注意的是，一个涉及毛囊形成的基因在Songpu中显著减少，而转运半胱氨酸到黑色素细胞的基因在Hebao中高表达，这也许就是Hebao呈红色的原因。
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  Genome Digest

  （转化医学网360zhyx.com）