玉米基因組的首次測序

在現(xiàn)有的5000種哺乳動物中，已經(jīng)完成了100多種基因組測序，而科學(xué)界只能獲得9種爬行動物(10000種)的基因組。這就是為什么瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)(UNIGE)的一個團(tuán)隊(duì)建立了一個大型數(shù)據(jù)庫，其中包括最新測序的玉米蛇基因組，該基因組越來越多地用于了解爬行動物的進(jìn)化。研究人員在同一個實(shí)驗(yàn)室中發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)致該物種白化病的確切突變，這一結(jié)果發(fā)表在《科學(xué)報(bào)告》上。

基因組學(xué)可以更好地研究生物世界的進(jìn)化。事實(shí)上，描述每個基因的功能應(yīng)該能夠理解蛇是如何失去四肢的，或者各種皮膚顏色是如何進(jìn)化的。不幸的是，爬行動物在基因組數(shù)據(jù)庫中的代表性很差。這就是為什么UNIGE科學(xué)學(xué)院遺傳與進(jìn)化系的研究員Athanasia Tzika博士建立了一個數(shù)據(jù)庫，其中包括來自爬行動物主要進(jìn)化譜系的測序基因組：爬行動物轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫2.0。“我們的目標(biāo)是通過對幾個爬行動物物種的所有基因進(jìn)行測序，生成大多數(shù)缺失的數(shù)據(jù)。為了實(shí)現(xiàn)這個目標(biāo)，我們使用了大腦和腎臟等組織來表達(dá)最多的基因，”Athanasia說。Tzika .其他幾個團(tuán)隊(duì)也產(chǎn)生了測序數(shù)據(jù)，但每個團(tuán)隊(duì)使用不同的數(shù)據(jù)分析方法來研究爬行動物基因組的進(jìn)化。因此，Athanasia Tzika工作的另一部分包括收集這些數(shù)據(jù)和開發(fā)生物信息學(xué)方法，這使得能夠生成一個可以自由訪問和定期更新的統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫。這個工具對全世界研究脊椎動物，尤其是爬行動物的發(fā)展和進(jìn)化的研究人員都很有用。

玉米蛇，一種新的模式生物

基因組測序是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。它需要確定被研究動物的全基因組序列，這對應(yīng)于玉米蛇的20億個核苷酸。DNA包含四個基本分子(核苷酸)-ACGT-，它們成對組裝(A和T以及C和G)，構(gòu)成每個基因的序列。為了分析基因組，所有的DNA都必須通過100到250個核苷酸的短片段來讀取，然后這些片段必須被組裝起來以重建形成每個染色體的巨大鏈?，F(xiàn)在，科學(xué)家可以通過組裝來構(gòu)建大約一百萬個核苷酸的片段。這項(xiàng)工作是由UNIGE遺傳與進(jìn)化系教授米歇爾米林科維奇團(tuán)隊(duì)完成的?！澳繕?biāo)是獲得一個人們可以依賴的真正的爬行動物基因組模型，”Athanasia Tzika解釋說。"在這里，我們覆蓋了蛇總基因組大小的大約85% . "“還有很多額外的工作要做，”參與這項(xiàng)研究的阿西爾烏萊特解釋說。“為了獲得與測序的人類基因組相似的質(zhì)量，我們需要組裝能夠形成2億多條鏈的染色體核苷酸?！钡菫槭裁词怯衩咨吣?？“這個物種非常適合研究爬行動物的發(fā)育和進(jìn)化，因?yàn)樗菀追敝?，它是卵生的并且無毒。這個物種也與遺傳決定論的研究和膚色的進(jìn)化有關(guān)，這對偽裝特別重要。這些動物在它們的自然棲息地。

負(fù)責(zé)發(fā)現(xiàn)美國主義的突然轉(zhuǎn)變

在UNIGE的同一個實(shí)驗(yàn)室里，蘇珊娜薩恩科(Suzanne Saenko)與一個瑞典團(tuán)隊(duì)合作，鑒定了導(dǎo)致玉米蛇黑色素的突變，這是一種由黑色素缺陷(皮膚的黑色和棕色色素)引起的白化病。野生玉米蛇A型的皮膚為淺橙色底色，上面覆蓋著深橙色的鞍紋和側(cè)斑，外部為黑色。然而，有些人不符合標(biāo)準(zhǔn)形式：他們?nèi)狈ζつw和眼睛黑色素的所有跡象。瑞士團(tuán)隊(duì)決定尋找決定特定顏色的基因突變。為此，他們培育了野生玉米蛇和無意識的個體，并對每個雜交后代進(jìn)行了測序?！暗靡嬗诖罅康臏y序數(shù)據(jù)，OCA2和編碼位于細(xì)胞內(nèi)隔室的膜中，稱為黑素體，其中含有黑色素。受體控制適當(dāng)?shù)乃岫?，從而合成黑色素?

由于對玉米基因組進(jìn)行了新的測序，這將大大促進(jìn)對導(dǎo)致蛇皮顏色許多變異的其他突變的準(zhǔn)確鑒定。這將為我們今后的研究節(jié)省大量時間。正如在阿米蘭主義中一樣，這些自發(fā)突變可以隨機(jī)出現(xiàn)在任何個體中，并且是自然選擇將發(fā)揮作用的進(jìn)化的基本燃料。沒有突變、遺傳變異和新穎性，就不可能解釋新物種的進(jìn)化。UNIGE的研究人員現(xiàn)在將試圖了解一些突變的玉米蛇是如何表現(xiàn)出強(qiáng)烈的裝飾色彩圖案的，例如垂直線而不是水平馬鞍，這為不同膚色圖案的物種之間的比較開辟了道路.比如老虎和獵豹。

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