摘要：每一種現代哺乳動物，從鴨嘴獸到藍鯨，都是生活在1.8億年前的共同祖先的后代。
每一種現代哺乳動物，從鴨嘴獸到藍鯨，都是生活在1.8億年前的共同祖先的后代。我們對這種動物了解不多，但一個國際研究團隊已經通過計算重建了它的基因組組織。這項研究發表在9月30日的《美國國家科學院院刊》上。
圖1 國際研究團隊通過計算重建了哺乳動物共同祖先的基因組組織（圖源：[1]）
“我們的研究結果對理解哺乳動物的進化和保護工作具有重要意義，”加州大學戴維斯分校(University of California, Davis)進化和生態學杰出教授、論文的資深作者哈里斯·盧因(Harris Lewin)說。
研究人員提取了來自32個現存物種的高質量基因組序列，代表了26個已知哺乳動物目中的23個。它們包括人類和黑猩猩、袋熊和兔子、海牛、家養牛、犀牛、蝙蝠和穿山甲。該分析還將雞和揚子鱷的基因組作為對比組。其中一些基因組是作為地球生物基因組計劃和其他大規模生物多樣性基因組測序工作的一部分產生的。Lewin是地球生物基因組計劃工作組的主席。
該研究的第一作者、加州大學戴維斯基因組中心的博士后研究員瓊娜·達瑪斯說，重建表明，哺乳動物的祖先有19條常染色體，這條染色體控制著有機體在性鏈接染色體控制之外的特征的遺傳，(這些染色體在大多數細胞中成對，總共38條)加上兩條性染色體。該團隊在所有32個基因組中確定了1215個基因塊，這些基因塊始終以相同的順序出現在同一條染色體上。Damas說，所有哺乳動物基因組的這些組成部分含有對發育正常胚胎至關重要的基因。
圖2 重建哺乳動物系統的16個祖先核型（圖源：[1]）
染色體穩定超過3億年
研究人員在哺乳動物祖先身上發現了9條完整的染色體或染色體片段，它們的基因順序與現代鳥類的染色體相同。
Lewin說:“這一非凡的發現表明，在超過3.2億年的進化時間框架中，染色體上基因的順序和方向的進化穩定性。”
相比之下，這些保守塊之間的區域包含更多的重復序列，更容易發生斷裂、重排和序列重復，這是基因組進化的主要驅動因素。
圖3 人類、牛和懶猴系哺乳動物祖先染色體的進化（圖源：[1]）
“祖先基因組的重建對于解釋基因組的選擇壓力在哪里以及為什么會發生變化至關重要。這項研究在染色質結構、基因調控和連鎖保護之間建立了明確的關系，”德克薩斯農工大學的威廉·墨菲教授說，他不是這篇論文的作者。“這為評估自然選擇在哺乳動物生命樹染色體進化中的作用提供了基礎。”
研究人員能夠從共同的祖先沿著時間向前追蹤祖先染色體。他們發現，染色體重排的速度在哺乳動物譜系之間有所不同。例如，在反芻動物譜系(導致了現代牛、羊和鹿)中，6600萬年前，當小行星撞擊滅絕了恐龍并導致哺乳動物的崛起時，它們的重新排列加速了。
作者說，這些結果將有助于理解在過去1.8億年里，哺乳動物在不斷變化的地球上繁榮發展的適應背后的基因。
參考資料：
[1] Evolution of the ancestral mammalian karyotype and syntenic regions
摘要：每一種現代哺乳動物，從鴨嘴獸到藍鯨，都是生活在1.8億年前的共同祖先的后代。
每一種現代哺乳動物，從鴨嘴獸到藍鯨，都是生活在1.8億年前的共同祖先的后代。我們對這種動物了解不多，但一個國際研究團隊已經通過計算重建了它的基因組組織。這項研究發表在9月30日的《美國國家科學院院刊》上。
圖1 國際研究團隊通過計算重建了哺乳動物共同祖先的基因組組織（圖源：[1]）
“我們的研究結果對理解哺乳動物的進化和保護工作具有重要意義，”加州大學戴維斯分校(University of California, Davis)進化和生態學杰出教授、論文的資深作者哈里斯·盧因(Harris Lewin)說。
研究人員提取了來自32個現存物種的高質量基因組序列，代表了26個已知哺乳動物目中的23個。它們包括人類和黑猩猩、袋熊和兔子、海牛、家養牛、犀牛、蝙蝠和穿山甲。該分析還將雞和揚子鱷的基因組作為對比組。其中一些基因組是作為地球生物基因組計劃和其他大規模生物多樣性基因組測序工作的一部分產生的。Lewin是地球生物基因組計劃工作組的主席。
該研究的第一作者、加州大學戴維斯基因組中心的博士后研究員瓊娜·達瑪斯說，重建表明，哺乳動物的祖先有19條常染色體，這條染色體控制著有機體在性鏈接染色體控制之外的特征的遺傳，(這些染色體在大多數細胞中成對，總共38條)加上兩條性染色體。該團隊在所有32個基因組中確定了1215個基因塊，這些基因塊始終以相同的順序出現在同一條染色體上。Damas說，所有哺乳動物基因組的這些組成部分含有對發育正常胚胎至關重要的基因。
圖2 重建哺乳動物系統的16個祖先核型（圖源：[1]）
染色體穩定超過3億年
研究人員在哺乳動物祖先身上發現了9條完整的染色體或染色體片段，它們的基因順序與現代鳥類的染色體相同。
Lewin說:“這一非凡的發現表明，在超過3.2億年的進化時間框架中，染色體上基因的順序和方向的進化穩定性。”
相比之下，這些保守塊之間的區域包含更多的重復序列，更容易發生斷裂、重排和序列重復，這是基因組進化的主要驅動因素。
圖3 人類、牛和懶猴系哺乳動物祖先染色體的進化（圖源：[1]）
“祖先基因組的重建對于解釋基因組的選擇壓力在哪里以及為什么會發生變化至關重要。這項研究在染色質結構、基因調控和連鎖保護之間建立了明確的關系，”德克薩斯農工大學的威廉·墨菲教授說，他不是這篇論文的作者。“這為評估自然選擇在哺乳動物生命樹染色體進化中的作用提供了基礎。”
研究人員能夠從共同的祖先沿著時間向前追蹤祖先染色體。他們發現，染色體重排的速度在哺乳動物譜系之間有所不同。例如，在反芻動物譜系(導致了現代牛、羊和鹿)中，6600萬年前，當小行星撞擊滅絕了恐龍并導致哺乳動物的崛起時，它們的重新排列加速了。
作者說，這些結果將有助于理解在過去1.8億年里，哺乳動物在不斷變化的地球上繁榮發展的適應背后的基因。
參考資料：
[1] Evolution of the ancestral mammalian karyotype and syntenic regions
