科学家找到高质量灵长类基因组分析新模式
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光明日报北京4月28日电（记者张蕾）我国科学家主导、中外科学家合作，首次用新方式对狨猴这一非人灵长类动物的全基因组数据进行分析和组装，为高质量基因组分析找到了新模式。相关成果28日发表于知名学术期刊《自然》。
本次研究涉及的狨猴原产于南美，成年个体只有手掌大小，是医学研究常用的模式动物。“狨猴与人类在解剖学、生理学和药物代谢方面具有许多共同特征，能开发出多种医学研究模型，应用到神经退行性疾病、自身免疫性疾病、感染性疾病等研究中，因此解读狨猴高质量遗传信息对于推进人类疾病研究非常重要。”论文第一作者、深圳华大生命科学研究院和丹麦哥本哈根大学联合培养的博士生杨琛涛介绍。
“正常人的体细胞有46条23对染色体，传统方法在测序后只能组装出22条常染色体加上XY染色体。”杨琛涛解释，由于无法对整条DNA分子进行测序，只能先获得大小不同的数据片段，再通过算法将这些数据组装成完整的染色体DNA信息。“组装时，在某些有差异的区域，算法无法对其进行区分，只能随机保留其中一条的数据，比如两条1号染色体的数据最终拼接成1条父母本'嵌合’的1号染色体。”
“我们在狨猴基因组测序中首次尝试了新的方法，利用被测个体父母本的测序数据区分遗传信息，并完美地将两条同源染色体分别组装出来，这样就能获得全部染色体的遗传数据——这是一个很大的进步，相关方法未来可以应用到包括人类在内的更多物种分析中。”论文共同第一作者、深圳华大生命科学研究院副研究员周旸强调。
研究发现，与人类相比，狨猴的Y染色体比人多出一段雄性特异性序列，而一些参与人类精子形成的基因却在狨猴体内丢失或失去功能。狨猴体内一些与卵细胞发育、卵巢功能相关的基因发生了有利于自然选择的变异，可能更容易产生双胞胎。此外，一些同狨猴身体大小、繁殖特征、饮食习惯相关的基因产生了更适应自身生存的变异类型。
基因组中包含大量与健康、疾病和表型相关的序列，对其研究有赖于基因组序列的准确度。本次研究对二倍体物种的完美基因组序列提出了新标准，即二倍体细胞中的两套基因组应分别独立组装到染色体水平并含有极少的测序漏洞。“我们论证了实现这一目标的可行性，而高质量的狨猴基因组也为利用这一物种作为动物模型的医学研究提供了重要遗传数据。”论文通讯作者、深圳华大生命科学研究院副院长、丹麦哥本哈根大学终身教授张国捷总结道。
《光明日报》（ 2021年04月29日 09版）