位于美国马里兰州贝塞斯达市的国家人类基因组研究所(NHGRI)正在为生活在地球上的灵长类动物绘制新的家谱。首先,该研究所在人类基因组的测序工作中扮演了一个重要角色。随后,黑猩猩的脱氧核糖核酸(DNA)也在这里享受了明星般的待遇。而将这两种基因组进行对比,无疑为更好地了解人类DNA提供了难以置信的帮助。在此基础上,NHGRI又将目光瞄准了恒河猴、狨猴、猩猩和大猩猩。如今,长臂猿也加入了这个行列。
7月19日,NHGRI将北方白颊长臂猿(Nomascus leucogenys)以及另外15种动物列入其基因组测序工作的初始名单。一旦掌握了长臂猿的基因组,进化生物学家将拥有灵长类家族世系图上每个主要分支的序列结构。这项工作将帮助研究人员搞清灵长类动物的进化历程以及基因在疾病中扮演的角色。
自从第一种复杂生物体——线虫——于1998年被成功测序的那一刻起,研究人员就一直试图搞清ATGC(腺嘌呤、胸腺嘧啶、鸟嘌呤和胞嘧啶)这4个“字母”的真正含义。为什么要测定其他生物的基因组呢?这是因为比较相关生物体的DNA是确定DNA的调节区域以及其他重要基因组成分的关键。为了进一步研究基因组的工作机制,NHGRI会定期征询研究人员的意见,请他们推荐基因组测序的下一个候选目标。
NHGRI主任Francis Collins指出,长臂猿之所以最终胜出,是由于它是人类的“表亲”,并且将最终帮助生物医学研究人员找出疾病的遗传基础。该研究所希望能够在3年内完成长臂猿的基因组测序工作。NHGRI同时还将加强大象、猫、蝙蝠、兔、犰狳、豚鼠和树鼯的基因组测序工作——NHGRI之前曾决定只对这些哺乳动物的少量基因进行测序。
在对位于进化树顶端的动物进行测序的同时,NHGRI也将目光瞄准了这棵大树的根基。该研究所宣布,其测序中心将对10种原生生物进行基因组测序,其中的一些原生生物与群体和单细胞物种有着密切关系。在这项研究中,科学家们希望能够找出与多细胞生物进化相关的基因。如今,新的测序途径包括5种普通真菌病原体和50个酵母菌株。
如果每项新的基因组测序工作都能够顺利完成,那么将帮助研究人员更好了解人类基因组。华盛顿州西雅图市华盛顿国家灵长类研究中心主任David Anderson表示:“这里有很多基因组,而我们只掌握其中的一点点信息。”Anderson说:“你将希望得到尽可能多的可供比较的基因组序列。”
美国人类基因组研究院(NHGRI,隶属美国健康研究院)近日宣布了几个新的测序靶标,其中包括北部白颊长臂猿(Northern white-cheeked gibbon),并将实现对灵长类进化树的每个重要分支位点上的至少一种非人类灵长类动物基因组完成了测序,而且还将为研究与人类健康和疾病有关的遗传因子提供一种新的重要资源。比较人类和其他灵长类动物的基因组是帮助研究人员了解健康的和患病人体基因如何工作的一个尤为强大的工具。
NHGRI的大规模测序研究网络(Large-Scale Sequencing Research Network)和它们的国际合作伙伴到目前为止已经完成了几种非人类灵长类动物的高密度覆盖基因组测序工作,这些动物包括黑猩猩(Pan troglodytes)、猕猴(Macaca mulatta)、猩猩(Pongo pygmaeus)、小毛猴(Callithrix jacchus)和大猩猩(Gorilla gorilla)。
当与人类基因组序列和气灵长类基因组进行比较时,长臂猿基因组序列将为研究人员提供重要的信息,有助于揭示出隐藏人类健康和疾病背后的分子机制。
长臂猿基因组的独特之处在于,它携带了大量的染色体重组信息。这种染色体重组能为细胞带来大的浩劫,并能导致人类的先天缺陷或癌症。长臂猿基因组还有助于研究人员更好地了解一种叫做片段复制(segmental duplication)的重组现象,即在人类基因组中至少有两个位置上存在大的、几乎等同的DNA拷贝。已经知道,疾病的数量与片段复制区域的突变有关,这些疾病包括一种形式的智障和另外一种神经疾病以及先天缺陷。
通过对重要灵长类基因组的测序,研究人员将能够更精确地研究灵长类和人类之间的差异。