身材迷你的狨猴，為靈長類基因組研究樹立了新標(biāo)桿 _身材

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現(xiàn)代快報(bào)訊（采訪人員阿里亞胡玉梅）小到可以讓你一手掌握，兩只耳朵上面各有一簇棉花狀的白色絨毛……狨猴是世界上體型最小的猴子之一，在近年來逐漸成為醫(yī)學(xué)研究中常用的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。
近日，以我國科學(xué)家為主導(dǎo)，中外科學(xué)家共同合作，組裝出了狨猴來自父母本的兩套高質(zhì)量基因組，這為進(jìn)入“完美基因組”時(shí)代提供了一個(gè)范例。4月28日，該重量級成果發(fā)表在英國著名的學(xué)術(shù)期刊《自然》雜志上。
超可愛迷你生物，易生雙胞胎
△普通狨猴華大基因供圖
如果你有機(jī)會(huì)親眼見到狨猴，那你一定會(huì)驚訝于它的小巧可愛。小時(shí)候的狨猴就像人類的拇指一般大，成年后也只有手掌大小，托在手中毫不費(fèi)力。這群小猴子最引人注目的地方，就是兩只耳朵上都有白色的毛，所以被叫作棉耳狨猴。
狨猴有幾十種，棉耳狨猴是其中最常見的，又叫普通狨猴。普通狨猴一般生活在巴西東北部大西洋沿海地區(qū) 。狨猴是雜食性動(dòng)物，森林中的花果、樹膠以及昆蟲、蜘蛛等無脊椎動(dòng)物都是它們喜歡的食物。通常，它們會(huì)用單“手”抓住食物塞進(jìn)嘴里。如果是流質(zhì)食物，它們會(huì)用舌頭直接舔。
瞪眼、瞇眼、張口、發(fā)聲……神奇的是，這群小猴子智商非常高。它們會(huì)用各種方式傳遞自己的話語和情感，并且向同伴傳達(dá)警報(bào) 。
“不同于其他種類的猴子，狨猴的壽命比較短，性成熟時(shí)間也較短，更容易生雙胞胎。因此，它可以為實(shí)驗(yàn)室提供非常充足的樣本資源。”論文第一作者，深圳華大生命科學(xué)研究院和哥本哈根大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)的博士生楊琛濤告訴現(xiàn)代快報(bào)采訪人員，狨猴與人類在解剖學(xué)、生理學(xué)和藥物代謝方面具有許多共同特征，因此能開發(fā)出多種醫(yī)學(xué)研究模型。
楊琛濤介紹，這些模型可以應(yīng)用到神經(jīng)退行性疾病、生殖生物學(xué)、藥物動(dòng)力學(xué)及藥物的毒性篩查、干細(xì)胞研究、自身免疫性疾病、感染性疾病等多方向的研究中。
組裝出兩套染色體，將來可以應(yīng)用到人類疾病研究
△父母本遺傳差異楊琛濤和周旸/繪
人類的基因世界藏著哪些秘密？答案可能遠(yuǎn)比想象的要復(fù)雜。二十年前，《自然》和《科學(xué)》雜志發(fā)表了兩篇重要論文，揭示了人類基因組幾乎完整的序列。這項(xiàng)研究計(jì)劃歷時(shí)13年，最終人類基因組草圖的公布將人類疾病研究推向了新的基因組時(shí)代。
“然而，目前已公布的基因組還存在著一些缺點(diǎn)，我們需要一些質(zhì)量更高、更完美的基因組。”楊琛濤介紹，正常人的體細(xì)胞內(nèi)有46條23對染色體，每一條染色體里面都有DNA分子。每個(gè)DNA分子都有特定的順序排列，這些獨(dú)特的排列順序代表了生物的遺傳信息。
這些攜帶遺傳信息的DNA分子相當(dāng)長，長到以目前的技術(shù)幾乎不可能被完整的提取出來。如果科學(xué)家們想還原某一個(gè)生物個(gè)體的遺傳信息怎么辦？很麻煩，他們需要把許多個(gè)DNA 片段組裝在一起。
“然而，傳統(tǒng)的組裝策略弊端明顯，無法區(qū)分同源染色體。”楊琛濤解釋，子代個(gè)體的兩套染色體一套來自于母親，一套來自于父親。兩條對應(yīng)的常染色體演化起源相同、序列相似，但又存在遺傳差異。組裝時(shí)，在某些有差異的區(qū)域算法無法區(qū)分它們。這時(shí)候只能隨機(jī)保留其中一條的數(shù)據(jù)，而另一條染色體上的基因信息就被丟失了。因此，目前大多數(shù)基因組研究往往只能得到一套父母本遺傳信息混合的基因組。
△子代個(gè)體的兩套染色體。一套來自于母親，一套來自于父親。傳統(tǒng)組裝策略獲得的是遺傳信息混合的基因組，新策略則可以通過父母本特異的序列得到遺傳自父母本的兩套完整的基因組數(shù)據(jù) 楊琛濤和周旸/繪
“我們首次在狨猴基因組測序中嘗試了新的方法。”本文共同第一作者、深圳華大生命科學(xué)研究院副研究員周旸說，新方法可以完美地將兩條同源染色體分別組裝出來。“這樣，我們就能獲得全部染色體的遺傳數(shù)據(jù)，這是一個(gè)很大的進(jìn)步。相關(guān)的方法，未來可以應(yīng)用到包括更多能夠采集到家系樣品的物種的分析中。”
狨猴為何更容易生雙胞胎？科學(xué)家在基因里找到的新的線索
△性染色體進(jìn)化楊琛濤和周旸/繪
此外，研究團(tuán)隊(duì)還對狨猴本身進(jìn)行了分析，并有了新的發(fā)現(xiàn) 。
“我們發(fā)現(xiàn)狨猴的Y染色體上比人多出了一段雄性特異性序列，而且在一些參與人類精子形成的基因在狨猴中丟失或者失去功能，這些變化可能與狨猴的婚配制度相關(guān) 。我們也發(fā)現(xiàn)了一些卵細(xì)胞發(fā)育、卵巢功能相關(guān)的基因在狨猴里累積了許多有利于自然選擇的變異，可能與狨猴更容易產(chǎn)下雙胞胎的生殖方式有關(guān) 。”周旸說。
“2021年是人類參考基因組草圖序列公布20周年。但如何構(gòu)建參考基因組序列仍是當(dāng)前基因組研究的重點(diǎn)攻關(guān)領(lǐng)域。“近幾年基因組序列功能的研究對獲得更高質(zhì)量基因組提出了的新要求。完美參考基因組序列的定義也一直隨著測序技術(shù)發(fā)展而更新。”該研究的通訊作者，深圳華大生命科學(xué)研究院、中國科學(xué)院昆明動(dòng)物研究所及丹麥哥本哈根大學(xué)的張國捷教授表示，本次研究為高質(zhì)量基因組分析提供了新模式。“另外，對狨猴高質(zhì)量遺傳信息的解讀，對于推進(jìn)人類疾病研究非常重要。”
【身材迷你的狨猴，為靈長類基因組研究樹立了新標(biāo)桿】

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