Nature發(fā)布基因組研究重要成果
日期：2016-08-03 09:09:04
如果歌手Paul Simon給Richard Lenski長期進(jìn)化實(shí)驗(yàn)（LTEE）中的細(xì)菌寫首歌，那歌名可以是“這么多年以后仍然在改變。”
發(fā)表在8月1日《自然》（Nature）雜志上的研究論文中，這位密歇根州立大學(xué)的著名微生物學(xué)和分子遺傳學(xué)教授與一個(gè)國際研究小組，利用先進(jìn)的技術(shù)研究了數(shù)萬代的大腸桿菌。他們測序了大腸桿菌的全基因組，準(zhǔn)確描繪出了一些攜帶有益突變，使得細(xì)菌比它們的祖先具有競爭優(yōu)勢(shì)的基因。
來自不同代LTEE的這些大腸桿菌已在冷凍箱中保存了近30年，研究人員現(xiàn)在復(fù)蘇它們查看了它們DNA中的改變。能夠重返冷凍箱研究多年前的樣本，是Lenski將LTEE稱作為是“不斷帶來新研究成果的實(shí)驗(yàn)”的原因之一。
Lenski 說：“開展如此長期的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)其好處之一就是，會(huì)一路涌現(xiàn)我在1988年啟動(dòng)LTEE時(shí)不存在的一些新技術(shù)。直到1995年才測序了首個(gè)細(xì)菌基因組，現(xiàn)在在這篇論文中，我們從這次實(shí)驗(yàn)中測序了264個(gè)完整的基因組。”
研究小組對(duì)數(shù)百個(gè)大腸桿菌基因組進(jìn)行測序，檢測了經(jīng)歷50,000多代這些細(xì)菌如何改變了它們的DNA。研究人員在LTEE的12個(gè)種群中發(fā)現(xiàn)了14,000多個(gè)改變。每個(gè)種群以不同的方式發(fā)生改變，但也有一些重要的共性。
最重要且最簡單地就是，這些突變集中于一組基因中——在這些基因中突變賦予了細(xì)菌競爭優(yōu)勢(shì)。種群間出現(xiàn)的一個(gè)驚人差異是，一半的種群比另一半以更高的速度突變，即便它們都起源于具有低突變率的同一祖先菌株。
德克薩斯大學(xué)奧斯汀分銷分子生物科學(xué)助理教授Jeffrey Barrick 說：“即便是在最簡單的微觀世界中我們可以想象研究進(jìn)化——一種細(xì)菌被保存在實(shí)驗(yàn)室中無變化的條件下多年，我們正在了解有關(guān)進(jìn)化速度和過程的一些新東西。這種定量信息對(duì)于人類健康非常重要，它提高了我們預(yù)測在慢性感染和我們的微生物組中細(xì)菌如何進(jìn)化的能力。”
近期，涌現(xiàn)了不少值得關(guān)注的基因組研究成果。一個(gè)國際研究小組首次成功地對(duì)銅器時(shí)代的大麥基因組進(jìn)行了測序。這是迄今重建的最古老的植物基因組。這些6000年前的種子是從以色列Judean沙漠Masada要塞南崖靠近死海的Yaram洞穴獲得的。從遺傳學(xué)來說，史前大麥非常類似于目前種植在Levant南部的大麥，從而支持目前“大麥馴化發(fā)生在Upper約旦河谷”的假設(shè)。研究結(jié)果以兩篇論文的形式發(fā)表在2016年7月18日的《Nature Genetics》雜志上。
一個(gè)國際科學(xué)家小組測序了來自地理位置分散的一些地區(qū)1000多種擬南芥植物的全基因組和表觀基因組。1,001個(gè)基因組與1,001個(gè)表觀基因組的集合不僅闡明了擬南芥進(jìn)化史的一些新方面，還提供了有關(guān)這一重要模式植物中遺傳與表觀遺傳變異之間互作的一張最全品種的全面圖像。研究論文發(fā)表在2016年7月14日Cell雜志上。
來自云南大學(xué)、中科院昆明動(dòng)物研究所、中科院北京基因研究所等10多家研究機(jī)構(gòu)的研究人員，在新研究中對(duì)金絲猴進(jìn)行了基因組分析，鑒別出了與高海拔適應(yīng)相關(guān)的一些基因和過程。他們的研究成果發(fā)布在2016年7月11日的Nature Genetics雜志上。
