《The Scientist》：2013年度熱門基因組研究

    2013年末，《科學家》（The Scientist）雜志盤點了 2013 年度的高引基因組研究論文，一起來了解下有哪些基因組論文受到了研究人員的熱捧。

斑馬魚基因組

種屬：Zebrafish, Danio rerio

基因組大小：~1.41 billion base pairs

斑馬魚（Danio rerio）是廣泛用于遺傳學、發育和疾病研究的重要模式生物，其透明胚胎特別容易觀察。此外，這種小魚既容易培養成本又低。近十年來，人們在不斷完善斑馬魚的基因組草圖。不過直到今年四月，人們才zui終獲得了高質量的斑馬魚參考基因組。

來自英國桑格研究所的科學家們，在斑馬魚的基因組中發現了26,000個蛋白編碼基因，這是已測序脊椎動物中zui多的。研究顯示，斑馬魚70%的基因與人類基因直系同源。他們在同期Nature上還發表了另一篇文章，通過誘變和測序，在斑馬魚基因組中鑒定了10,000多個蛋白編碼基因的功能。研究人員希望，高質量的斑馬魚基因組，能夠幫助人們增進對人類疾病的認識。

挪威云杉

種屬：Norway spruce, Picea abies

基因組大小：19.6 billion base pairs

挪威云杉（Picea abies）廣泛分布于北半球，是*個被測序的裸子植物，其基因組發表在Nature雜志上。研究顯示，挪威云杉擁有巨大的基因組，但其中只有28,000個基因，數量與擬南芥差不多（擬南芥的基因組只有135 million bp）。研究人員發現，形成這種超大基因組是因為，挪威云杉無法有效清除轉座子元件。隨后，他們對另外五種針葉樹進行測序，并將這些低覆蓋度的基因組草圖與云杉基因組進行比較。研究顯示，轉座子元件在這類植物中非常普遍。“這些樹的基因組序列，不僅能幫助我們理解過去，還可以增進我們對目前北半球森林的理解，"北卡羅來納州立大學的Ronald Sederoff說。

古老的腔棘魚

種屬：African coelacanth, Latimeria chalumnae

基因組大小：~2.86 billion base pairs

四月份Nature發布了非洲腔棘魚（Latimeria chalumnae）的基因組，引起了進化生物學家的強烈興趣，這種動物的形態與陸生脊椎動物的魚類祖先非常相似。腔棘魚曾被認為已在七千萬年前滅絕，直到上世紀三十年代，人們才在南非發現了一只。自此以后，人們總共只找到過309條腔棘魚。研究人員測序了腔棘魚的基因組，發現與肺魚、雞和哺乳動物相比，其蛋白編碼基因演化得非常慢。此外，與腔棘魚相比，肺魚與四足動物的親緣更近。

研究顯示，腔棘魚與四足脊椎動物共享的一個基因片段，可能啟動了四肢的進化。該基因片段能促進一個基因簇的表達，而該基因簇涉及了手指、手腕、腳踝和腳趾中的骨頭形成。文章指出，這些基因可能幫助陸生動物的魚類祖先，生成適應陸地的四肢。

小菜蛾

種屬：Diamondback moth, Plula xylosla

基因組大小：~3.4 billion base pairs

小菜蛾（Plula xylosla）對十字花科的蔬菜危害很大（包括卷心菜和花椰菜），每年造成四十億到五十億美元的經濟損失。上世紀九十年代以來，小菜蛾發展出了對殺蟲劑的抗性。今年 1 月，由福建農林大學和華大基因（BGI）領導一個團隊，測序了小菜蛾的基因組，發表在Nature Genetics雜志上。他們鑒定了大約18,000個蛋白編碼基因，其中超過1,400個是小菜蛾*的基因。研究顯示，這些*基因涉及了對植物防御素的感知和抵抗，參與了對環境信息的處理和應答。這些基因讓小菜蛾擁有了很強的抗壓能力。研究人員將小菜蛾基因組與其他昆蟲相比較，發現其解毒基因附近，在近兩百萬年以內發生了轉座子擴增。而這一現象讓小菜蛾得以快速演化出對殺蟲劑的抗性。

家山羊

種屬： Yunnan black goat, Capra hircus

基因組大小：~2.9 billion base pairs

2012 年 12 月，華大基因和中科院昆明動物研究所合作，在《Nature Biotechnology》雜志上發布了*個山羊基因組。研究人員對一只雌性家山羊（Capra hircus）的肝臟組織 DNA 進行了測序。他們注釋了超過 22,000 個蛋白編碼基因，和將近 490 個 miRNA 基因。此外，研究人員還對內蒙古絨山羊的兩種毛囊進行了測序和比較，一種生成典型的山羊毛，而另一個生成柔軟的羊絨纖維。他們發現，這兩種不同類型的毛囊中，有51個基因發生了差異性表達。研究顯示，這些差異化表達的基因，大多編碼角蛋白或角蛋白輔助蛋白。這些寶貴信息可以幫助人們培育新品種，以獲得更柔韌的羊絨。

——源自《生物360》