中外百余名科学家《科学》公布重要测序结果

生物通报道：来自美国加州大学洛杉矶分校，法国巴黎第六大学（Université Paris 6），中国中山大学生物技术研究中心，比利时列日大学（University of Liège）等多处研究机构，由115名科学家的组成的研究团体，历经三年完成了莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)的基因组，并公布在了10月12日的《Science》杂志上。

莱茵衣藻属于绿藻门、团藻目、衣藻科，是一种单细胞真核鞭毛藻类，是研究多种生命活动（如光合作用、鞭毛组装、趋光性和生理节律等）的模式生物，与酵母细胞有许多共同的特征，素有“光合酵母”之称。它的遗传背景清楚，其基因组学研究已近完成，是目前唯一建立细胞核、叶绿体和线粒体三套遗传转化系统的生物材料。

作为植物和动物最后的共同祖先分枝的一员，莱茵衣藻基因组能为多细胞生物的进化和分离提供重要的信息。这种单细胞的藻类大约10亿年出现，是研究光合作用、鞭状体、和能动性的模式系统。莱茵衣藻基因数量大约为15000个，之前已知的不到2％，通过这项研究，科学家们获知了莱茵衣藻基因组的95％的序列。加州大学洛杉矶分校分子生物学研究院主任，已研究绿藻长达20年的生物化学副教授Sabeeha Merchant认为，“这就像是一本基因的字典”，“我们了解了单词，现在我们想要知道这些单词如何发音，没有这本字典，你就不能知道如何写如何读，我们都想要知道如何将这些单词和句子拼接起来”。

她还表示，“基因组测序结果能加快我们的研究，让我们快速获得研究进展”，“基因组序列为我们了解所有基因，以及研究靶标基因打开了一道门，这些是我们十年前的梦想，现在都可以实现了”。

在这项研究中，通过将莱茵衣藻基因组与其它已知的基因组进行比较，比如人类和开花植物。结果发现三者有35%的基因是共有的，仅莱茵衣藻与人类基因组共有的为45%，而仅衣藻与开花植物共有的为62%。 因此研究人员认为虽然这一绿藻与陆地植物的关系最近，但是它保留了与动物运动用的鞭状体和纤毛类似的基因和特征。Merchant表示，“这个单细胞完成了一些更复杂的生物机体所具有的生物化学行为，它们能游动，寻找食物，完成光合作用以及配对”。

莱茵衣藻可以像植物一样进行光合作用，研究人员也发现了可能在植物光合作用中起作用的基因，这是一个重要发现，因为研究生物修复和生物燃料的科学家对莱茵衣藻也十分感兴趣。

研究人员在这项研究中共识别了349个存在于绿藻和植物，但是人类和其它动物中没有的基因，令人惊讶的是其中200多个基因功能未知，Merchant说，“大部分基因功能未知，这是令人激动的一个发现”，她还表示科学家们怀疑这些基因中许多都属于光合作用过程。

除此之外，研究人员还确定了与衣藻鞭毛（flagella）相关的蛋白，这将加深科学家对人类大脑等部位的纤毛（cilia）的理解和认识，并为纤毛缺损导致的人类疾病研究开辟新的途径。

这项研究包含了来自美国，法国，中国，日本，德国，澳大利亚等多国研究人员，文章的共同作者为分别来自美国能源部联合基因组研究所（Department of Energy's Joint Genome Institute，DOE JGI）和华盛顿卡耐基研究院的Simon Prochnik和Daniel Rokhsar。

近期《自然》、《科学》杂志先后刊登了三项重要的基因组测序结果。被测序物种包括了植物、寄生虫和远古动物。

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原文检索：
Science 12 October 2007:
Vol. 318. no. 5848, pp. 245 - 250 DOI: 10.1126/science.1143609
The Chlamydomonas Genome Reveals the Evolution of Key Animal and Plant Functions
【Abstract】