中科院Science公布最新基因组

　　继2012年中国科学院昆明动物研究所、深圳华大基因研究院等单位合作完成了首个山羊全基因组图谱之后，6月昆明动物研究所，华大基因等处的研究人员又公布了绵羊基因组序列，并且将这一基因组与其它哺乳动物基因组进行了比对，构建了相关的系统发育树。这一研究成果公布在6月6日Science杂志上。

　　参与这项研究的包括国内国外多家研究机构的研究人员，中方通讯作者包括昆明动物研究所王文研究员，深圳华大基因研究院徐讯研究员。

　　绵羊（(Ovis aries）是牛科绵羊属草食性反刍家畜。毛为毛纺工业的主要原料，肉(特别是羔羊肉)可食用，皮张为工业原料。野生绵羊驯化为家畜始于8000年前的新石器时代，发源地在中亚细亚，以后逐渐向世界各地扩展。

　　这种动物是免疫学研究中常用的试验动物，如可用绵羊制备抗正常人全血清的免疫血清，利用此免疫血清可以研究早期骨髓瘤，巨球蛋白血症和一些丙种蛋白缺乏症。

　　此前昆明动物研究所等处的研究人员曾利用内生逆转录病毒（ERVs）作为遗传标记研究绵羊的驯化历史，发现广泛分布于欧亚和非洲的绵羊经历了两段独立的驯化迁移时期，并形成不同的逆转录病毒组合类型（retrotype）和形态特征，从而从遗传上区分了绵羊的古老品种与现代品种对人类不同驯养需求的满足。

　　在此基础上，研究人员完成了绵羊的基因组测序，并通过与其它哺乳动物的基因组序列进行比较，构建了一个分别比较绵羊、山羊、牛、牦牛、猪、马及其他物种的系统发育树，从中解释了绵羊特殊消化系统及绵羊独特脂肪代谢过程（用于维持其厚实、毛茸茸的皮毛）的基因进行了准确的定位。

　　此次研究主要选择了一个原先来自荷兰的品种：Texel sheep，研究发现绵羊与山羊和其它反刍类动物是在数百万年前分开的。刍类动物都一种独特的消化器官：瘤胃，这种器官能将植物性材料转化为一种蛋白质来源。

　　在这项研究中，研究人员还在绵羊中发现了先前未被认识的基因，包括那些帮助支持维护羊毛所需的油脂分泌的基因。研究人员将其在其它动物中的同源物相比，发现了在如瘤胃等不同组织中表达的基因。

　　研究人员提出，这些基因在瘤胃的演化过程中获得了新的功能。这项研究揭示了与反刍动物中饮食、消化系统及代谢间相互作用有关的主要的基因组识别标志。由于绵羊是一种重要的农业动物物种，这一工作的结果将为这种动物的未来研究提供关键性的资源。

　　作者简介：王文

　　博士、研究员，中德马普进化基因组学青年科学家小组组长，遗传资源与进化国家重点实验室学术委员会副主任。多年来一直致力于新基因起源和进化的机制研究。

　　学习和工作经历：

　　1989年毕业于武汉大学生物系, 获学士学位。

　　1992年在已故动物遗传学家施立明院士指导下在中国科学院昆明动物研究所获得硕士学位。

　　1995年10月-1996年6月在美国哥伦比亚大学作访问学者。1996年在施立明和吴鹤龄教授指导下在昆明动物研究所获得博士学位。

　　1997年8月至2002年7月美国芝加哥大学生态与进化学系博士后暨研究助理。

　　2002年8月至今 中科院昆明动物研究所研究员

　　研究方向：

　　在这个后基因组学时代，理解浩如烟海的基因组学数据不仅是一个热门的话题，更是一件具有挑战性的科学课题。本实验室侧重于了解在自然和人工选择下基因组中新遗传结构及其功能产生的机制和过程。主要包括研究新基因起源和进化的机制，以及以新基因为切入点研究新的通路和网络形成和进化的规律，最终希望以整合遗传、进化和发育的方式，了解遗传、表型形成和生物适应的关系。

　　在未来几年里，我们将主要围绕自然和人工选择下中新遗传结构及其新功能的起源进化。现阶段主要有以下研究方向：

　　1、遗传、发育和进化是生命科学中的重要问题。传统的进化发育生物学（Evo-Devo）更多是探讨动物中古老的、共有的发育机制，很多看法和假说难以在物种分化的水平得到验证和阐释。最近Evo-Devo的新发展则主要侧重于种内或近缘种间基因的调控改变。但我们近期关于新基因及其功能起源进化的研究表明，一个崭新基因的出现能对表型或发育过程产生重要的影响。我们计划利用与动物发育和进化相关的新基因，以它们为模型揭示新pathway起源进化和维持调整的机制，探索一条认知遗传、发育和进化统一的新道路。

　　2、人工选择和基因组进化的机制。家养动物和栽培作物是人类文明和社会赖以存在和发展的重要物质基础。但是，自达尔文首次系统论述家养动物和栽培植物因人工选择而发生显著变异的现象以来，因为囿于人工选育性状的复杂性及其往往不遵循典型的孟德尔遗传方式，人们对于人工选择的遗传机制和在人工选择下基因和基因组的变化、进化规律依然知之甚少，甚至比我们对自然选择机制的了解还少。随着基因组数据的大量积累和进化基因组学研究理论和技术的迅猛发展，现在我们已可以在基因组的大尺度水平系统研究人工选择的遗传作用机制。本研究课题计划通过对驯养生物及其野生种基因组水平和表观基因组学（epigenomics）水平的大规模比较分析，定义受人工选择作用的大量基因和基因组区域，归纳总结人工选择作用的遗传机制和一般规律。利用规模化的转基因技术，鉴别出一批与人工选择性状相关的重要基因，为遗传和基因工程育种提供重要的理论指导和基因及品系资源。

　　4、其他一些进化基因组学研究课题，如动物毒素基因的起源进化、新性染色体的进化、新外显子的进化等。