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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點(diǎn)，為把我國(guó)建設(shè)成為世界科技強(qiáng)國(guó)作出新的更大的貢獻(xiàn)。

——習(xí)近平總書記在致中國(guó)科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)、面向國(guó)家重大需求、面向人民生命健康，率先實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國(guó)家創(chuàng)新人才高地，率先建成國(guó)家高水平科技智庫(kù)，率先建設(shè)國(guó)際一流科研機(jī)構(gòu)。

——中國(guó)科學(xué)院辦院方針

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【南方日?qǐng)?bào)】首個(gè)現(xiàn)代蛙類基因組被成功破譯

高山倭蛙基因組為兩棲動(dòng)物進(jìn)化研究提供新線索

2015-03-04 南方日?qǐng)?bào) 馬芳劉旭林

【字體：大中小】

語(yǔ)音播報(bào)

　　兩棲動(dòng)物是脊椎動(dòng)物的一個(gè)重要分支，目前已知的包括7000多個(gè)物種，代表著脊椎動(dòng)物從水生到陸生這一偉大轉(zhuǎn)變的過渡類群。然而對(duì)于兩棲動(dòng)物這一重要的生物類群，目前僅測(cè)序完成了一個(gè)物種即非洲爪蟾。非洲爪蟾屬于“古老蛙類”（Archaeobatrachia）的一種，而大部分(95%以上)的蛙類屬于“現(xiàn)代蛙類”（Neobatrachia），這在一定程度上限制了人們對(duì)兩棲動(dòng)物基因組特性的認(rèn)識(shí)。

　　在本研究中，來自昆明動(dòng)物所張亞平院士、車靜課題組的孫艷波和華大基因研究院國(guó)家基因庫(kù)生物多樣性張國(guó)捷博士課題組的熊子軍、向薛雁共同合作完成高山蛙的樣品收集、測(cè)序組裝注釋，以及后續(xù)的比較基因組學(xué)分析。

　　研究人員通過高山倭蛙和非洲爪蟾基因組比較分析發(fā)現(xiàn)，高山倭蛙擁有更大的基因組，比非洲爪蟾多了近800M的基因組序列（高山倭蛙基因組2.3G，非洲爪蟾1.5G）。通過對(duì)全基因組數(shù)據(jù)分析，研究人員推算出高山倭蛙和非洲爪蟾的分歧時(shí)間大約在2.66億年之前，比TimeTree項(xiàng)目記錄的時(shí)間早4000萬年。盡管兩物種分歧時(shí)間很久，但是它們?nèi)旧w間的重排特別少，說明蛙類基因組可能具有相對(duì)較慢的進(jìn)化速率。

　　通過分析染色體斷裂、融合事件，研究人員發(fā)現(xiàn)人的染色體間重排最劇烈，雞和兩棲動(dòng)物染色體間重排相對(duì)較少。高山倭蛙基因組的破譯使研究人員進(jìn)一步確認(rèn)了更多的人類、鳥類甚至蛙類基因組中的染色體斷裂和融合區(qū)域。熊子軍表示：“這是首次在全基因組范圍內(nèi)比較兩棲動(dòng)物內(nèi)部的替換速率和重排速率，通過對(duì)蛙類基因組的測(cè)序和比較分析，我們可以對(duì)兩棲動(dòng)物的進(jìn)化有更多的了解?！?/p>

　　研究人員進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，在染色體內(nèi)部重排速率、基因區(qū)和全基因組范圍的替換速率，蛙類都比鳥類和哺乳類動(dòng)物要低。這揭示了兩棲動(dòng)物甚至整個(gè)冷血?jiǎng)游?，具有比恒溫?dòng)物更低的進(jìn)化速率。此外，研究人員還發(fā)現(xiàn)兩棲動(dòng)物特有的高度保守區(qū)顯著富集在RNA翻譯調(diào)控功能上，其中兩棲動(dòng)物特有的高度保守的三個(gè)基因是和舌頭發(fā)育相關(guān)。舌頭在蛙類中形態(tài)已經(jīng)高度特化，可以用來快速撲捉昆蟲和其它獵物。這些基因很可能在兩棲動(dòng)物進(jìn)化中發(fā)揮著重要的作用。

　?。ㄔd于《南方日?qǐng)?bào)》 2015-03-04 08版）

　　3月3日，來自中科院昆明動(dòng)物所和深圳華大基因國(guó)家基因庫(kù)的研究人員成功破譯了高山倭蛙基因組，這是迄今為止破譯的首個(gè)現(xiàn)代蛙類基因組，也是目前破譯的第二個(gè)兩棲動(dòng)物的基因組，為兩棲動(dòng)物進(jìn)化研究提供了新線索。相關(guān)研究成果在美國(guó)科學(xué)院院刊（PNAS）雜志在線發(fā)表。
　　兩棲動(dòng)物是脊椎動(dòng)物的一個(gè)重要分支，目前已知的包括7000多個(gè)物種，代表著脊椎動(dòng)物從水生到陸生這一偉大轉(zhuǎn)變的過渡類群。然而對(duì)于兩棲動(dòng)物這一重要的生物類群，目前僅測(cè)序完成了一個(gè)物種即非洲爪蟾。非洲爪蟾屬于“古老蛙類”（Archaeobatrachia）的一種，而大部分(95%以上)的蛙類屬于“現(xiàn)代蛙類”（Neobatrachia），這在一定程度上限制了人們對(duì)兩棲動(dòng)物基因組特性的認(rèn)識(shí)。
　　在本研究中，來自昆明動(dòng)物所張亞平院士、車靜課題組的孫艷波和華大基因研究院國(guó)家基因庫(kù)生物多樣性張國(guó)捷博士課題組的熊子軍、向薛雁共同合作完成高山蛙的樣品收集、測(cè)序組裝注釋，以及后續(xù)的比較基因組學(xué)分析。
　　研究人員通過高山倭蛙和非洲爪蟾基因組比較分析發(fā)現(xiàn)，高山倭蛙擁有更大的基因組，比非洲爪蟾多了近800M的基因組序列（高山倭蛙基因組2.3G，非洲爪蟾1.5G）。通過對(duì)全基因組數(shù)據(jù)分析，研究人員推算出高山倭蛙和非洲爪蟾的分歧時(shí)間大約在2.66億年之前，比TimeTree項(xiàng)目記錄的時(shí)間早4000萬年。盡管兩物種分歧時(shí)間很久，但是它們?nèi)旧w間的重排特別少，說明蛙類基因組可能具有相對(duì)較慢的進(jìn)化速率。
　　通過分析染色體斷裂、融合事件，研究人員發(fā)現(xiàn)人的染色體間重排最劇烈，雞和兩棲動(dòng)物染色體間重排相對(duì)較少。高山倭蛙基因組的破譯使研究人員進(jìn)一步確認(rèn)了更多的人類、鳥類甚至蛙類基因組中的染色體斷裂和融合區(qū)域。熊子軍表示：“這是首次在全基因組范圍內(nèi)比較兩棲動(dòng)物內(nèi)部的替換速率和重排速率，通過對(duì)蛙類基因組的測(cè)序和比較分析，我們可以對(duì)兩棲動(dòng)物的進(jìn)化有更多的了解?！?br/>　　研究人員進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，在染色體內(nèi)部重排速率、基因區(qū)和全基因組范圍的替換速率，蛙類都比鳥類和哺乳類動(dòng)物要低。這揭示了兩棲動(dòng)物甚至整個(gè)冷血?jiǎng)游铮哂斜群銣貏?dòng)物更低的進(jìn)化速率。此外，研究人員還發(fā)現(xiàn)兩棲動(dòng)物特有的高度保守區(qū)顯著富集在RNA翻譯調(diào)控功能上，其中兩棲動(dòng)物特有的高度保守的三個(gè)基因是和舌頭發(fā)育相關(guān)。舌頭在蛙類中形態(tài)已經(jīng)高度特化，可以用來快速撲捉昆蟲和其它獵物。這些基因很可能在兩棲動(dòng)物進(jìn)化中發(fā)揮著重要的作用。
　?。ㄔd于《南方日?qǐng)?bào)》 2015-03-04 08版）

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