Nature重大成果:豬基因組全面解析
日期:2012-11-15 08:37:46
豬(pig)及其表親野豬(wild boar)與人類(lèi)具有許多共同之處。它們遍及世界各地。它們的適應(yīng)能力強(qiáng),具有入侵性,常常毀壞自己的棲息地。它們易受食物引誘,容易馴化,但當(dāng)條件允許時(shí)它們會(huì)恢復(fù)野生生活方式。
現(xiàn)在一項(xiàng)新的基因組分析揭示了豬和人類(lèi)之間一些新的、意想不到的、潛在有利的相似之處,以及一些明顯的差異。由伊利諾大學(xué)、荷蘭瓦格寧根大學(xué)和愛(ài)丁堡大學(xué)的研究人員領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際豬基因組測(cè)序聯(lián)盟(International Swine Genome Sequencing Consortium)完成了這一分析。這是對(duì)于家豬和野豬開(kāi)展的最為全面的一次基因組研究。
這一研究被選為封面文章,發(fā)表在11月15日的《自然》(Nature)雜志上。
美國(guó)農(nóng)業(yè)部豬基因組測(cè)序計(jì)劃的早期支持者、內(nèi)布拉斯加大學(xué)副校長(zhǎng)Ronnie Green 說(shuō):“令人興奮的是現(xiàn)在這些家豬的基因組序列可通過(guò)公共域免費(fèi)獲得,以促使將更強(qiáng)有力的方法運(yùn)用到家豬飼養(yǎng)和豬肉改善。它還將推動(dòng)豬作為生物醫(yī)學(xué)研究的模型,改善人類(lèi)的健康。”
美國(guó)農(nóng)業(yè)部國(guó)家食品與農(nóng)業(yè)研究所主任Sonny Ramaswany 說(shuō):“這一新分析有助于我們了解遺傳機(jī)制推動(dòng)生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)豬肉、提高飼養(yǎng)效率和抗病能力。這方面的知識(shí)最終能夠幫助生產(chǎn)者飼養(yǎng)高品質(zhì)的豬,降低生產(chǎn)成本,促進(jìn)可持續(xù)性發(fā)展。”
研究人員將一種常見(jiàn)農(nóng)場(chǎng)豬Susscrofa domesticus與10種野豬的基因組進(jìn)行了比較。所有這些動(dòng)物來(lái)自歐洲和亞洲的不同地區(qū)。他們還將豬的基因組與人類(lèi)、小鼠、狗、馬和牛的基因組進(jìn)行了比較。
研究小組發(fā)現(xiàn)了成為家豬祖先后Sus scrofa進(jìn)化的一些新細(xì)節(jié),其與現(xiàn)在的野豬非常的相似,首先出現(xiàn)于南亞,后逐漸遷移跨越亞歐大陸。
研究的課題領(lǐng)頭人、伊利諾大學(xué)副校長(zhǎng)Lawrence Schook說(shuō)比較亞洲和歐洲野豬揭示出顯著的遺傳差異,結(jié)果表明它們彼此分離大約是在100萬(wàn)年前。
Schook說(shuō):“它們分離如此之久以至于亞洲和歐洲譜系現(xiàn)在幾乎都已經(jīng)是亞種。”大約在2萬(wàn)年前,歐洲和亞洲的野豬喪失了大量的遺傳多樣性,有可能是由于全球冰川事件的結(jié)果。
將家豬與野豬進(jìn)行比較也“揭示出歐洲品種與亞洲品種之間明顯的差異,”研究人員寫(xiě)到。這增加了證據(jù)表明“歐亞大陸西部和東亞的豬是獨(dú)立馴化的。”
研究的課題領(lǐng)頭人、華盛頓大學(xué)教授Martien Groenen 說(shuō):“我們有來(lái)自以往研究的一些證據(jù),但這種研究主要將焦點(diǎn)放在線粒體DNA(一種遺傳自母親的小DNA分子)上。擁有多個(gè)野豬的完整基因組序列,我們現(xiàn)在更加清楚地了解了這些事件。”
“為了能夠更有效地飼養(yǎng)豬來(lái)滿足日益增長(zhǎng)的需求,并抵御舊的和新出現(xiàn)的疾病,了解現(xiàn)代豬的遺傳起源非常重要,”研究的課題領(lǐng)頭人、愛(ài)丁堡大學(xué) Roslin研究所教授Alan Archibald說(shuō)。
研究人員報(bào)告說(shuō)在家豬中一些基因家族經(jīng)歷了相對(duì)快速的進(jìn)化,有一些免疫基因和嗅覺(jué)基因迅速擴(kuò)增。這或許并不令人感到驚訝,相比于人類(lèi)、小鼠或狗,豬有著獨(dú)特的嗅覺(jué)基因。
盡管豬能夠聞到人類(lèi)和許多其他動(dòng)物無(wú)法聞到的許多東西,但它們的味覺(jué)在一定程度上受到損害。
“豬能夠高度耐受包含大量鹽的食物,或是我們的味覺(jué)排斥的東西,” Schook說(shuō)。
研究人員發(fā)現(xiàn)相比人類(lèi),豬的苦味受體基因顯著減少,此外豬和人類(lèi)感知甜味和鮮味(umami)的基因也有不同。
Archibald 說(shuō):“了解這些形成構(gòu)成豬特征的基因可以揭示人類(lèi)是如何馴化這些豬的,以及它們能夠被馴化的原因。或許能夠吃下我們?nèi)祟?lèi)無(wú)法接受的東西是它們的能力。”
新分析還支持將豬用于研究人類(lèi)疾病。
研究人員寫(xiě)到:“總體上,我們發(fā)現(xiàn)了112個(gè)位點(diǎn)上的豬蛋白具有與人類(lèi)疾病相關(guān)的相同氨基酸。”
通過(guò)測(cè)序另外的48頭豬,“我們鑒別了與人類(lèi)疾病相關(guān)的更多的遺傳變異,進(jìn)一步地支持豬作為一種有價(jià)值的生物醫(yī)學(xué)模型,” Groenen說(shuō)。
豬與人類(lèi)共同擁有一些與肥胖、糖尿病、閱讀障礙(dyslexia)、帕金森氏病和阿爾茨海默氏癥相關(guān)的蛋白質(zhì)變異。
研究人員說(shuō)新分析對(duì)于農(nóng)業(yè)具有重要的意義,尤其是因?yàn)榧邑i仍有一種祖先樣的野豬表親。不同于馴養(yǎng)的牛,它的祖先歐洲野牛(aurochs)現(xiàn)在已經(jīng)滅絕,豬譜系仍然有大量的遺傳多樣性。
“我們可以輕易的找到有可能仍然存在于自然界中的基因,現(xiàn)在我們可利用它們來(lái)到達(dá)飼養(yǎng)目的,” Schook說(shuō)。
伊利諾大學(xué)校長(zhǎng)Bob Easter說(shuō):“這項(xiàng)研究證實(shí)了基礎(chǔ)基因組研究對(duì)于農(nóng)業(yè)動(dòng)物和它們的現(xiàn)存近親的益處。這一工作對(duì)于農(nóng)業(yè)具有重要的意義,推動(dòng)我們了解了進(jìn)化,將有助于人類(lèi)醫(yī)學(xué)。”






