比较基因组学专题(1):Zoonomia计划阶段性成果

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来自Nature的一项大型比较基因组学研究,重点组装了131个物种的基因组,并描述了240个物种的全基因组序列,这些物种具有相当大的系统发育多样性,包括80%以上哺乳动物科的代表。研究者发现遗传多样性降低的区域在高灭绝风险的物种中更为丰富。这项研究旨在关注系统发育多样性,关注生物发现、医学研究和生物多样性保护。

比较基因组学专题(1):Zoonomia计划阶段性成果
Figure 1本研究关注的哺乳动物科级别的物种和代表性物种

1.样本来自Frozen Zoo of San Diego Zoo Global。用二代数据组装了132个(131个不同物种)基因组;

比较基因组学专题(1):Zoonomia计划阶段性成果
Figure 2本研究组装的物种基因组列表

2.240个物种参与比较(120个新的+121已有的基因组,代表240个不同物种)。在进化上跨度达到1亿年之久。
3.将濒危的墨西哥吼猴(Alouata palliata mexicana)和危地马拉黑吼猴(Alouata pigra)的基因组进行比较,发现不同形式的选择导致了这两个物种的生殖隔离。
4.水豚(hydrochoeros hydrochaeris)(一种巨大的啮齿动物)的基因组,佐证了先前研究确定的抗癌途径的正选择。其他大型哺乳动物物种非洲象和亚洲象,分别携带肿瘤抑制基因TP53的额外拷贝(逆转录基因)。这为Peto悖论提供了一个可能的解决方案——观察到大型哺乳动物的癌症比预期的罕见,并可能揭示抗癌机制。
5.与南部或北部海獭(分别为Enhydra lutris nereis和E.lutris kenyoni)相比,巨型水獭的有害变异更少,这表明如果种群受到保护,它在这些物种中具有最高的恢复潜力。
6.研究者计算了2个指标:(1)测序个体为杂合子的位点比例(总体杂合度);和(2)基因组在没有任何变异的扩展区域中的比例(纯合子片段(SoH))。杂合度最低、SoH值最高的基因组为social tuco-tuco,表明物种可能遭遇严重的遗传瓶颈。

不足之处

本研究有两个明显的局限性。首先,研究者只对每一物种的一个个体进行测序,这不足以研究种群起源、种群结构和最近的种群事件。其次,基因组组装比较碎,无法深入进行比较基因组学研究。这突出了所有大规模基因组学计划所面临的一个两难境地:确定额外个体测序的价值何时超过改进参考基因组本身的价值。

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