Nature重大成果：豬基因組全面解析
日期：2012-11-15 08:37:46
豬（pig）及其表親野豬（wild boar）與人類具有許多共同之處。它們遍及世界各地。它們的適應能力強，具有入侵性，常常毀壞自己的棲息地。它們易受食物引誘，容易馴化，但當條件允許時它們會恢復野生生活方式。
現(xiàn)在一項新的基因組分析揭示了豬和人類之間一些新的、意想不到的、潛在有利的相似之處，以及一些明顯的差異。由伊利諾大學、荷蘭瓦格寧根大學和愛丁堡大學的研究人員領導的國際豬基因組測序聯(lián)盟（International Swine Genome Sequencing Consortium）完成了這一分析。這是對于家豬和野豬開展的最為全面的一次基因組研究。
這一研究被選為封面文章，發(fā)表在11月15日的《自然》（Nature）雜志上。
美國農(nóng)業(yè)部豬基因組測序計劃的早期支持者、內布拉斯加大學副校長Ronnie Green 說：“令人興奮的是現(xiàn)在這些家豬的基因組序列可通過公共域免費獲得，以促使將更強有力的方法運用到家豬飼養(yǎng)和豬肉改善。它還將推動豬作為生物醫(yī)學研究的模型，改善人類的健康。”
美國農(nóng)業(yè)部國家食品與農(nóng)業(yè)研究所主任Sonny Ramaswany 說：“這一新分析有助于我們了解遺傳機制推動生產(chǎn)優(yōu)質豬肉、提高飼養(yǎng)效率和抗病能力。這方面的知識最終能夠幫助生產(chǎn)者飼養(yǎng)高品質的豬，降低生產(chǎn)成本，促進可持續(xù)性發(fā)展。”
研究人員將一種常見農(nóng)場豬Susscrofa domesticus與10種野豬的基因組進行了比較。所有這些動物來自歐洲和亞洲的不同地區(qū)。他們還將豬的基因組與人類、小鼠、狗、馬和牛的基因組進行了比較。
研究小組發(fā)現(xiàn)了成為家豬祖先后Sus scrofa進化的一些新細節(jié)，其與現(xiàn)在的野豬非常的相似，首先出現(xiàn)于南亞，后逐漸遷移跨越亞歐大陸。
研究的課題領頭人、伊利諾大學副校長Lawrence Schook說比較亞洲和歐洲野豬揭示出顯著的遺傳差異，結果表明它們彼此分離大約是在100萬年前。
Schook說：“它們分離如此之久以至于亞洲和歐洲譜系現(xiàn)在幾乎都已經(jīng)是亞種。”大約在2萬年前，歐洲和亞洲的野豬喪失了大量的遺傳多樣性，有可能是由于全球冰川事件的結果。
將家豬與野豬進行比較也“揭示出歐洲品種與亞洲品種之間明顯的差異，”研究人員寫到。這增加了證據(jù)表明“歐亞大陸西部和東亞的豬是獨立馴化的。”
研究的課題領頭人、華盛頓大學教授Martien Groenen 說：“我們有來自以往研究的一些證據(jù)，但這種研究主要將焦點放在線粒體DNA(一種遺傳自母親的小DNA分子)上。擁有多個野豬的完整基因組序列，我們現(xiàn)在更加清楚地了解了這些事件。”
“為了能夠更有效地飼養(yǎng)豬來滿足日益增長的需求，并抵御舊的和新出現(xiàn)的疾病，了解現(xiàn)代豬的遺傳起源非常重要，”研究的課題領頭人、愛丁堡大學 Roslin研究所教授Alan Archibald說。
研究人員報告說在家豬中一些基因家族經(jīng)歷了相對快速的進化，有一些免疫基因和嗅覺基因迅速擴增。這或許并不令人感到驚訝，相比于人類、小鼠或狗，豬有著獨特的嗅覺基因。
盡管豬能夠聞到人類和許多其他動物無法聞到的許多東西，但它們的味覺在一定程度上受到損害。
“豬能夠高度耐受包含大量鹽的食物，或是我們的味覺排斥的東西，” Schook說。
研究人員發(fā)現(xiàn)相比人類，豬的苦味受體基因顯著減少，此外豬和人類感知甜味和鮮味（umami）的基因也有不同。
Archibald 說：“了解這些形成構成豬特征的基因可以揭示人類是如何馴化這些豬的，以及它們能夠被馴化的原因。或許能夠吃下我們人類無法接受的東西是它們的能力。”
新分析還支持將豬用于研究人類疾病。
研究人員寫到：“總體上，我們發(fā)現(xiàn)了112個位點上的豬蛋白具有與人類疾病相關的相同氨基酸。”
通過測序另外的48頭豬，“我們鑒別了與人類疾病相關的更多的遺傳變異，進一步地支持豬作為一種有價值的生物醫(yī)學模型，” Groenen說。
豬與人類共同擁有一些與肥胖、糖尿病、閱讀障礙（dyslexia）、帕金森氏病和阿爾茨海默氏癥相關的蛋白質變異。
研究人員說新分析對于農(nóng)業(yè)具有重要的意義，尤其是因為家豬仍有一種祖先樣的野豬表親。不同于馴養(yǎng)的牛，它的祖先歐洲野牛（aurochs）現(xiàn)在已經(jīng)滅絕，豬譜系仍然有大量的遺傳多樣性。
“我們可以輕易的找到有可能仍然存在于自然界中的基因，現(xiàn)在我們可利用它們來到達飼養(yǎng)目的，” Schook說。
伊利諾大學校長Bob Easter說：“這項研究證實了基礎基因組研究對于農(nóng)業(yè)動物和它們的現(xiàn)存近親的益處。這一工作對于農(nóng)業(yè)具有重要的意義，推動我們了解了進化，將有助于人類醫(yī)學。”
