封面記者 姚毅軍
1月7日,封面記者獲悉,中外科學家最近曾攜手合作,首次在英國著名期刊《自然》上建立了包括人類在内的所有現存哺乳動物共同祖先的基因組圖譜。基于鴨嘴獸和針鼹鼠等哺乳動物的高品質基因組資料,結果比較了人類、袋鼠、鳥類和爬行動物的基因組資料,最終追溯到大約1.8億年前早期哺乳動物祖先的基因組進化。

(周偉等配圖)
"我們這次建構的哺乳動物祖先序列為了解包括人類在内的哺乳動物如何進化成輻射适應性提供了重要的參考資訊。"現代人類有46條染色體,我們與鴨嘴獸的共同祖先很可能有60條染色體,這些染色體已經多次突變形成今天的狀态,"該論文的第一作者,該研究的共同作者周偉博士說,他由丹麥哥本哈根大學和深圳華大生命科學研究所聯合教育訓練。"
"鴨嘴獸和針鼹鼠等單孔哺乳動物是非常古老的群體,它們在進化上與所有其他現存哺乳動物是姐妹的,并且在大約1.8億年前與其他哺乳動物分離。他們的基因組資料可以幫助我們了解1.8億年前哺乳動物的共同祖先,以及不同的哺乳動物群體在1.8億年的進化過程中是如何變化的。該論文的合著者之一,澳洲的Frank Gruzner教授說。
據了解,該研究還揭示了哺乳動物性别染色體進化的出乎意料的複雜模式。"我們都知道,人類和絕大多數其他哺乳動物通過X和Y兩條染色體确定性别。XY染色體決定男性,而XX對應于女性。"但我們的研究表明,單孔性染色體與包括人類在内的大多數哺乳動物的性染色體并不同源,而是更接近鳥類,"該論文的另一位主要作者,浙江大學生命科學研究所教授周偉說。換句話說,我們和鴨嘴獸在我們的祖先分化後的數千萬年裡,從彼此的性染色體系統中分離進化而來。"
"事實上,鴨嘴獸有五對性染色體,或10條。我們隻有一對,也就是兩對。"我們的研究表明,單孔性染色體可能已經進化得非常複雜。
此外,該研究揭示了鴨嘴獸和針頭動物進化中的一系列特殊事件,例如從分子機制中丢失了一些與牙齒相關的基因,以找出為什麼這兩種動物在成年期完全失去了牙齒,而與卵子形成相關的其他保留基因表明,單孔物種是少數卵喂養哺乳動物的線索。
該研究還發現,編碼哺乳動物乳汁主要蛋白質成分的基因已經存在于單孔體中,這表明哺乳期和乳汁的性狀在所有現存哺乳動物的最近共同祖先中已經進化。
"通過最新的測序技術與分子标記圖譜相結合,我們可以獲得更高染色體水準的基因組資料,并且通過我們建立的算法,我們可以系統地進行比較分析,以幫助我們更好地了解物種進化的分子機制。"這項研究不僅揭示了精細的染色體結構變異過程如何影響哺乳動物的早期進化,而且還回答了在這個特殊的哺乳動物單孔物種群中産生許多特殊生物學性狀的機制,"該研究的合着者,深圳華大生命科學研究所教授張國傑說。 中國科學院昆明動物研究所和丹麥哥本哈根大學。"
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