F1000：最值得关注的基因组研究进展

闲云

　　F1000：最值得关注的基因组研究进展
　　“F1000（Faculty of 1000 Medicine）”又名“千名医学家”，是由美国哈佛大学和英国剑桥大学等全世界2500名国际顶级医学教授组成的国际权威机构。近日F1000推荐的近期最受关注的基因组测序研究如下：

　　1.抗肿瘤鼹鼠
　　利物浦大学科学家与诺里奇基因组分析中心合作，测序出无毛鼹鼠的首个全基因组序列，这一种鼠可抵抗癌症并能活到30年以上的寿命。
　　无毛鼹鼠原产于东非沙漠地带，具有在严酷环境下存活数年之久的生理机能，它的皮肤缺少疼痛感，以及新陈代谢速度慢可适应氧供应不足的环境。迄今为止，还没有在无毛鼹鼠中发现肿瘤。近来研究表明，它的体细胞具有抗肿瘤的生理机能，人和其它鼠种不具有这一机能。利物浦大学的研究人员分析了鼹鼠的基因组数据，并与从事健康科学的研究人员分享这些数据，希望相关信息可用于人类衰老和癌症的研究。
　　来自利物浦大学综合生物研究所的Joao Pedro Magalhaes博士称，科学家对无毛鼹鼠的兴趣已达数年之久，直到最近，他们才发现它能存活那么久。鼹鼠并不比普通鼠体格大，后者正常情况下存活4年，而这一地下啮齿动物在健康的情况下具有30年的寿命。他们正在研究衰老的机制，鼹鼠算得上有趣的生物样本。
　　他还说：“我们的目的是，借助基因组数据分析无毛鼹鼠对疾病——尤其是癌症——的抵抗力，或许我们可以得到更多关于人类比其它动物更易患病的线索。通过这一项研究，我们希望用无毛鼹鼠作为首个抗衰老的生物模型。”
　　TGAC生物信息系主任Mario Caccamo博士称，在无毛鼹鼠基因组工程上他们使用了最新的测序技术，由于该技术的优越性，仅几天内他们就获取足够的序列片段，用于拼接第一手的基因组草图。考虑到无毛鼹鼠具有哺乳动物复杂和重复的基因组，鼹鼠基因组草图算得上一次重大的成就。
　　这项工作引发了网络数据库的构建，后者用于详细记录4000种以上物种的生命周期。这一网络资源将是最广泛、最完整的动物寿命信息库，详细记录动物的最长和平均寿命、性成熟年龄、产仔数和其它生命特征。这些信息可用于研究不同动物为什么衰老速率不同，最终是为了进一步探索衰老的机制。

　　Naked Mole-Rat Genome: Scientists Sequence DNA of Cancer-Resistant Rodent

　　2.马铃薯基因组测序
　　2011年7月10日，由中国华大基因研究所为首的26家中外科研机构联合在国际著名杂志《自然》(Nature)上在线发表了题为“块茎作物马铃薯的基因组测序及分析”(Genome sequence and analysis of the tuber crop potato)的研究论文，新研究为马铃薯的遗传学研究及分子育种提供了非常有价值的资源。
　　马铃薯是世界上四大作物之一，也是最重要的蔬菜作物。破译马铃薯基因组序列对帮助科学家们从分子水平上了解马铃薯的生长、发育及繁殖过程，以及改良和提高马铃薯的品种产量、品质和抗病性具有重要的意义。
　　在这篇新文章中，研究人员将一种普通四倍体马铃薯栽培种诱导生成了一种纯和的双单倍体植株。随后，研究人员针对这一单倍体植株进行了基因组测序，并拼接了马铃薯844 Mb基因组中的86%的序列，从中研究人员推测马铃薯基因组约包含有39031个蛋白质编码基因。研究结果显示马铃薯至少存在两次基因组复制事件，表明了其古多倍体起源。测序结果还证实马铃薯基因组中包含了2642个“菊类植物”特异基因。此外，研究人员还对一个杂合二倍体马铃薯植株进行了测序，发现了一些基因组变异以及一些可能与马铃薯近交衰退有关的高频率的有害突变。研究结果表明基因家族扩增，组织特异性表达，以及新通路中基因的招募导致了马铃薯的进化。
　　此次的马铃薯全基因测序研究为科学家们对马铃薯这一重要农作物进行遗传改良提供了重要的数据资源和平台。

　　The Potato Genome Sequencing Consortium, “Genome sequence and analysis of the tuber crop potato,” Nature, doi:10.1038/nature10158, 2011.

　　3. 切叶蚁基因组测序
　　来自丹麦哥本哈根大学、深圳华大基因研究院的国际研究小组共同主导完成了切叶蚁Acromyrmex echinatior的基因组测序与分析工作。通过与其它已知蚂蚁基因序列比较及分析发现一些特定基因与切叶蚁社会行为及共生方式具有重要的关系，此成果为社会行为学等研究奠定了重要的遗传学基础，并使人们对切叶蚁这种特殊的生物有了更进一步的认识与了解。该研究成果于6月30日在国际知名杂志Genome Research (www.genome.org)上在线发表。

　　Sanne Nygaard et al.The genome of the leaf-cutting ant Acromyrmex echinatior suggests key adaptations to advanced social life and fungus farming. Genome Research, June 30, 2011, doi: 10.1101/gr.121392.111.

　　4.发现鼠类新成员
　　上个月，研究人员宣布在菲律宾最大岛屿吕宋岛新发现7个鼠类物种。根据细胞形态学和遗传学数据，这7种鼠将归类于菲律宾家鼠属中的同一个新亚属。
　　与普通老鼠相比，菲律宾新发现的几种鼠体型更大，每只体重接近230克，尾巴的长度接近甚至长于身体和头部的总长。
　　致力于保护全球生物多样性的 “保护国际”菲律宾分支机构官员罗密欧?特罗诺说：“尽管体型小，这些小动物是我们生物多样性的组成部分，而生物多样性是健康生态系统的基础。”

　　L.R. Heaney et. al., “Chapter 1: Seven New Species and a New Subgenus of Forest Mice (Rodentia: Muridae: Apomys) from Luzon Island,” Fieldiana Life and Earth Sciences, doi: 10.3158/2158-5520-2.1.1, 2011.

　　5. 致死性大肠杆菌基因组测序
　　6月2日，深圳华大基因研究院、德国汉堡大学医学院、中国疾病预防与控制中心和军事医学科学院微生物流行病研究所联合研究揭示德国疫情是由一种新型具有超级毒性的大肠杆菌引起的，该新型菌株携带多种耐抗生素的特异基因，致使其难以治疗。
　　德国大肠杆菌疫情爆发之后，华大基因立即建立联系开展合作，自发地加入到这场与疾病的研究中，成立专门研究小组对该细菌进行测序和生物信息学分析，以便尽快寻找到致病机理，研发有针对性的治疗措施并有效的控制疫情的蔓延。在获得病菌样本后三天的时间内，华大基因完成了对该新型大肠杆菌的基因组测序。经过初步信息分析，发现该菌株是一种新的兼具侵袭、产毒、肠出血等特征的大肠杆菌。
　　华大基因利用第三代测序仪——Ion Torrent进行了该大肠杆菌的全基因组测序（索取Ion Torrent测序仪的更多资料），初步组装结果预测的菌株基因组大小为5.2Mb。通过对序列的分析发现该菌株属于血清型O104，但O104型大肠杆菌以前未见引起人类感染大规模爆发的报道。通过进一步比对分析发现该菌株与2002年从中非艾滋病患者腹泻标本中分离的肠侵袭性大肠杆菌55989菌株的同源性超过93%。根据对基因序列的分析结果显示，导致疫情爆发的菌株通过基因水平转移获得了肠出血性大肠杆菌的毒力基因和毒力相关质粒，可能与该菌株强毒性和重症感染有关。研究还发现，该菌株携带氨基糖甙类、大环内酯类、磺胺类等抗生素的耐药基因，导致抗生素治疗无效。

　　D. Li, et al., “Genomic data from Escherichia coli O104:H4 isolate TY-2482,” BGI Shenzhen, doi:10.5524/100001, 2011.

　　“Faculty of 1000 Biology”创办于2002年1月，是一种在线科研评价系统，其推荐原则立足于论文本身的科学意义而非发表在什么杂志上。该系统根据全球2300多名资深科学家的意见，提供对近期发表的生物科学论文的快速评论，目的是帮助广大科研人员遴选和发现有价值的研究工作。该机构专家根据论文对当前世界生物医学和临床实践的贡献程度和科学价值，每年对全球SCI文章总数不足千分之二的优秀精品医学论文进行推荐和点评，并赋予“F1000论文”称号向医学界推荐，涵盖了医学各个学科，是一项很高的学术荣誉。