古代染色体数字化重建揭示哺乳动物进化
时间:2017-12-07

  古代染色体的数字化重建揭示了哺乳动物的进化 - 新闻 - 科学网

  人类有46条染色体,狗有78条,而南美洲的一只叫做“红兔”的小型啮齿类动物有着惊人的104条染色体。几十年来,遗传学家一直对哺乳动物染色体的多样性感到惊讶,现在他们有可能弄清楚这些差异是如何发生的。

  目前对胎盘哺乳动物所有祖先的染色体数字学研究表明,这些紧凑的DNA和蛋白质结构随着时间的推移已经变得混乱,并且可能有助于精确地确定人类基因组中可能发生的事情。问题的位置以及其中一些问题形成癌症等疾病的基础。

  澳大利亚堪培拉大学的遗传学家Janine Deakin说:“这项研究帮助我们理解染色体随着时间的推移如何变化,操纵染色体重组过程和染色体重组,导致新物种形成。一个非常有意义的研究

  哺乳动物分为三类:产卵的单眼动物,如鸭嘴兽;装袋的哺乳动物,如袋鼠和负鼠;胎盘或真正的哺乳动物亚类哺乳动物,这个类别包含人类和约4400其他哺乳动物物种。最后一个主要类别是大部分哺乳动物。大约一亿五千万年前,这个小组的早期成员大概是现代老鼠的大小,生活在树上,吃昆虫。

  为了了解胎盘哺乳动物的染色体是如何随着时间而变化的,研究人员需要了解真正的亚类是如何进化的。这需要把一些复杂的拼图拼图在一起。

  为了澄清事实,加利福尼亚大学戴维斯分校进化遗传学家Harris Lewin及其同事和合作者对来自真实生活家系树不同代的19种哺乳动物物种的基因组进行了全基因组比较。包括一些灵长类动物。然而,这些基因组通常不会揭示动物的DNA是如何分配给染色体的,它们只是给出DNA的序列。

  韩国建国大学研究小组成员Jaebum Kim及其同事编写了一套复杂的计算机程序,根据参与研究的19种物种中的部分染色体,重建了原始真兽的染色体。现在研究人员已经确定了21对真正的按蚊祖先染色体,并在“美国科学院学报”上发表了这一发现。

  结果显示,虽然已经过了1.5亿年,但这些染色体中的一小部分仍然保持完整,其遗传安排至少在猩猩和人类细胞中没有改变。迪金说:我发现一些祖先的染色体稳定性非常显着。

  但是Kim和Lewin及其同事发现,更多的染色体已经被中断,并在染色体之间和内部交换位置。俄罗斯圣彼得堡国立大学的遗传学家斯蒂芬·奥布莱恩(Stephen OBrien)说,这些变化是22000个脊椎动物基因组顺序变化的结果。

  科学家们现在发现在断点染色体上共有162个突变,导致它们之间的DNA脱落,并可以自由地在断点附近移动。他们还发现,染色体的不规则性随着时间的推移在哺乳动物的人口中变化。 Lewin说,令人惊讶的是这些染色体在不同的家系中发生了不同的变化。这是由染色体逐步改变引起的新物种进化的最显着的例子之一。

  新的研究表明,哺乳动物在染色体断裂的早期阶段以稳定且相对较低的速率进化,在1000万年中约有8次突变。但在六千五百万年前,除了猩猩之外,在灵长类动物中,每1000万年平均跳跃到20次染色体断裂。

  Kim的研究小组表示,正因为黑猩猩染色体看起来与古代祖先最为相似,而且有八条染色体是完整的,并没有改变,而与此原始染色体相似,人类有五只,只有一只小鼠。

  研究人员还揭示了在灵长类动物中保存的20号染色体,但在山羊和奶牛中,由于内部重组,染色体发生了显着的变化。小鼠也是如此,其染色体链与早期真正的亚类哺乳动物的染色体链也非常不同。但是由于不同的原因:染色体的交换并不是在给定的染色体内发生,而是发生在染色体之间,而不是内部的重组。

  Lewin说,这项研究正在继续,是Bode Institute对150多种哺乳动物进行测序的一部分,利用这些基因组以及有袋类和单子叶植物的遗传学,研究人员计划了解生活在1.85亿年前的第一个哺乳动物古代基因组我期待看到这些分析的扩展,包括对所有哺乳动物的详细研究,Deakin说。

  同时,染色体断裂将有助于指导研究人员了解这种疾病。有许多涉及染色体重组的医学综合征。还有更多可能没有被发现。 O Brien说。 (唐一compiled编)