Cell封面：標志性基因組測序結果

日期：2011-11-28 09:04:24

隨著測序技術的發展，近年來生物基因組一個接著一個的被破譯，本周（11月24日）頂級雜志Cell，Nature雜志就接連發表了三項重要的基因組測序成果：帝王蝶基因組、葉螨基因組、豬蛔蟲基因組。其中來自麻省大學醫學院的研究人員公布的帝王蝶基因組序列是首個被破譯的蝴蝶基因組，也是首個長途遷移標志性基因組成果。因此被Cell雜志作為封面文章進行推薦。

（帝王蝶基因組草圖揭示了一整套蛋白編碼基因信息，這將有助于深入了解長途遷徙動物基因，包括圍繞太陽的遷徙，生殖靜止（reproductive quiescence），和壽命）

帝王蝶（monarch butterfly）是棲息在北美地區的一種色彩斑斕、身體碩大的蝴蝶，學名“黑脈金斑蝶”，俗稱帝王蝶。帝王蝶是北美地區最常見的蝴蝶之一，也是地球上遷徙性蝴蝶其中之一。數以百萬計的帝王蝶每年秋季自加拿大向南飛行5000公里，歷時兩個月抵達墨西部中部的米卻肯州的叢林過冬。到來年3月，帝王蝶又會不遠萬里向北飛回加拿大。整個一次遷徙過程往往需要5代蝴蝶來完成。帝王蝶的這種遷徙習性，被譽為世界一大自然奇觀。

在這篇題為“The Monarch Butterfly Genome Yields Insights into Long-Distance Migration”的文章中，研究人員解析了為什么這些蝴蝶能記住遷徙過程中的時間和空間——帝王蝶能奇跡般地找到自己的曾祖原先居住的那棵樹。

文章通訊作者Steven Reppert表示，“通過對這種蝴蝶的測序，我們現在有機會了解這種長途遷徙的遺傳和分子機制”，研究人員分析了負責視圖，生物鐘，方向性飛行的基因，這一基因組也揭示了保幼激素合成所需的一整套基因，研究人員發現這些激素的變化對于遷徙蝴蝶關閉繁殖，以及延長其壽命達到9個月時間是必需的——一般來說，非遷徙蝴蝶只能存活1個月。

這些數據將有助于加深對于帝王蝶遷徙的了解，并且遷徙群體和非遷徙群體的遺傳比較分析也將對于未來研究遷徙鳥類具有重要意義。

其它兩項基因組測序成果：

The genome of Tetranychus urticae reveals herbivorous pest adaptations

葉螨（Tetranychus urticae）是一種常見的農業害蟲，受害作物很多，其中包括玉米、大豆、西紅柿和辣椒，并且對殺蟲劑的抗藥性非常強。它的基因組現已被測序并得到分析，并將有助于了解這種害蟲的荷爾蒙及其吐絲能力的演化。對以不同植物為食的螨蟲所做的轉錄組分析，顯示了這種害蟲在變化的宿主環境中是怎樣進行自衛的，也為有可能付諸實施的、不采用殺蟲劑的植物保護策略提供了線索。該基因組編碼17個絲蛋白基因，對葉螨的絲所做的物理實驗表明，它是一種天然納米材料，其纖維要比吐絲蜘蛛所產的絲細100倍以上。

Ascaris suum draft genome

來自澳大利亞墨爾本大學，華大基因等處的研究人員完成了一種大型腸蛔蟲：Ascaris suum的遺傳圖譜繪制，從中發現了有助于防治長時間破壞性寄生蟲疾病的新靶標，這一研究成果以letter的形式公布在Nature雜志上。

豬蛔蟲（Ascaris suum）是寄生于豬小腸中最大的一種線蟲。對于這種寄生蟲的深入了解將有助于防治重大寄生蟲疾病，比如蛔蟲病，后者影響了中國，東南亞，南美，以及非洲部分地區上億人的健康，每年奪取了上千人的生命，也引發了幼童的慢性疾病。因此被世界衛生組織定性為迫切需要深入研究，和提升防控的關鍵性，被忽視疾病。

這項研究為治療這些條件性蛔蟲病提出了新思路，Jex說，“完成Ascaris suum（豬蛔蟲）基因組的測定朝著防治這種傳染病邁出了一大步，我們對于這種寄生蟲的遺傳特性，以及作用原理了解得更多，就能更好的采取新方法防治這種疾病。

”

在這篇文章中，研究人員從基因組序列中，發現了5個新藥物靶點，這些靶點也與其它許多寄生蟲相關，目前迫切需要新治療方法，而基因組導向的藥物靶標篩選則是識別能特異性殺死這些寄生蟲，而不是宿主的好方法。并且研究人員也找到了豬蛔蟲是如何逃脫免疫系統追捕的原因，這有助于未來相關疫苗的研發。

這一研究組完成基因組測序的Ascaris suum寄生蟲，雖然只是主要感染豬，但是這種寄生蟲與另外一種人類寄生蟲：Ascaris lumbricoides（人蛔蟲）親源關系十分近——人蛔蟲是一種15-30cm長，通過被污染的雞蛋傳播的寄生蟲。因此這項研究對于防治此類疾病都具有重要的意義。