Nature重大成果：猪基因组全面解析

猪（pig）及其表亲野猪（wild boar）与人类具有许多共同之处。它们遍及世界各地。它们的适应能力强，具有入侵性，常常毁坏自己的栖息地。它们易受食物引诱，容易驯化，但当条件允许时它们会恢复野生生活方式。一项新的基因组分析揭示了猪和人类之间一些新的、意想不到的、潜在有利的相似之处，以及一些明显的差异。

　　

生物通报道  猪（pig）及其表亲野猪（wild boar）与人类具有许多共同之处。它们遍及世界各地。它们的适应能力强，具有入侵性，常常毁坏自己的栖息地。它们易受食物引诱，容易驯化，但当条件允许时它们会恢复野生生活方式。

现在一项新的基因组分析揭示了猪和人类之间一些新的、意想不到的、潜在有利的相似之处，以及一些明显的差异。由伊利诺大学、荷兰瓦格宁根大学和爱丁堡大学的研究人员领导的国际猪基因组测序联盟（International Swine Genome Sequencing Consortium）完成了这一分析。这是对于家猪和野猪开展的最为全面的一次基因组研究。

这一研究被选为封面文章，发表在11月15日的《自然》（Nature）杂志上。

美国农业部猪基因组测序计划的早期支持者、内布拉斯加大学副校长Ronnie Green 说：“令人兴奋的是现在这些家猪的基因组序列可通过公共域免费获得，以促使将更强有力的方法运用到家猪饲养和猪肉改善。它还将推动猪作为生物医学研究的模型，改善人类的健康。”

美国农业部国家食品与农业研究所主任Sonny Ramaswany 说：“这一新分析有助于我们了解遗传机制推动生产优质猪肉、提高饲养效率和抗病能力。这方面的知识最终能够帮助生产者饲养高品质的猪，降低生产成本，促进可持续性发展。”

研究人员将一种常见农场猪Susscrofa domesticus与10种野猪的基因组进行了比较。所有这些动物来自欧洲和亚洲的不同地区。他们还将猪的基因组与人类、小鼠、狗、马和牛的基因组进行了比较。

研究小组发现了成为家猪祖先后Sus scrofa进化的一些新细节，其与现在的野猪非常的相似，首先出现于南亚，后逐渐迁移跨越亚欧大陆。

研究的课题领头人、伊利诺大学副校长Lawrence Schook说比较亚洲和欧洲野猪揭示出显著的遗传差异，结果表明它们彼此分离大约是在100万年前。

Schook说：“它们分离如此之久以至于亚洲和欧洲谱系现在几乎都已经是亚种。”大约在2万年前，欧洲和亚洲的野猪丧失了大量的遗传多样性，有可能是由于全球冰川事件的结果。

将家猪与野猪进行比较也“揭示出欧洲品种与亚洲品种之间明显的差异，”研究人员写到。这增加了证据表明“欧亚大陆西部和东亚的猪是独立驯化的。”

研究的课题领头人、华盛顿大学教授Martien Groenen 说：“我们有来自以往研究的一些证据，但这种研究主要将焦点放在线粒体DNA(一种遗传自母亲的小DNA分子)上。拥有多个野猪的完整基因组序列，我们现在更加清楚地了解了这些事件。”

“为了能够更有效地饲养猪来满足日益增长的需求，并抵御旧的和新出现的疾病，了解现代猪的遗传起源非常重要，”研究的课题领头人、爱丁堡大学 Roslin研究所教授Alan Archibald说。

研究人员报告说在家猪中一些基因家族经历了相对快速的进化，有一些免疫基因和嗅觉基因迅速扩增。这或许并不令人感到惊讶，相比于人类、小鼠或狗，猪有着独特的嗅觉基因。

尽管猪能够闻到人类和许多其他动物无法闻到的许多东西，但它们的味觉在一定程度上受到损害。

“猪能够高度耐受包含大量盐的食物，或是我们的味觉排斥的东西，” Schook说。

研究人员发现相比人类，猪的苦味受体基因显著减少，此外猪和人类感知甜味和鲜味（umami）的基因也有不同。

Archibald 说：“了解这些形成构成猪特征的基因可以揭示人类是如何驯化这些猪的，以及它们能够被驯化的原因。或许能够吃下我们人类无法接受的东西是它们的能力。”

新分析还支持将猪用于研究人类疾病。

研究人员写到：“总体上，我们发现了112个位点上的猪蛋白具有与人类疾病相关的相同氨基酸。”

通过测序另外的48头猪，“我们鉴别了与人类疾病相关的更多的遗传变异，进一步地支持猪作为一种有价值的生物医学模型，” Groenen说。

猪与人类共同拥有一些与肥胖、糖尿病、阅读障碍（dyslexia）、帕金森氏病和阿尔茨海默氏症相关的蛋白质变异。

研究人员说新分析对于农业具有重要的意义，尤其是因为家猪仍有一种祖先样的野猪表亲。不同于驯养的牛，它的祖先欧洲野牛（aurochs）现在已经灭绝，猪谱系仍然有大量的遗传多样性。

“我们可以轻易的找到有可能仍然存在于自然界中的基因，现在我们可利用它们来到达饲养目的，” Schook说。

伊利诺大学校长Bob Easter说：“这项研究证实了基础基因组研究对于农业动物和它们的现存近亲的益处。这一工作对于农业具有重要的意义，推动我们了解了进化，将有助于人类医学。”

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

The paper, "Pig Genomes Provide Insight Into Porcine Demography and Evolution," is available from the U. of I. News Bureau.

For 10,000 years pigs and humans have shared a close and complex relationship. From domestication to modern breeding practices, humans have shaped the genomes of domestic pigs. Here we present the assembly and analysis of the genome sequence of a female domestic Duroc pig (Sus scrofa) and a comparison with the genomes of wild and domestic pigs from Europe and Asia. Wild pigs emerged in South East Asia and subsequently spread across Eurasia. Our results reveal a deep phylogenetic split between European and Asian wild boars ~1 million years ago, and a selective sweep analysis indicates selection on genes involved in RNA processing and regulation. Genes associated with immune response and olfaction exhibit fast evolution. Pigs have the largest repertoire of functional olfactory receptor genes, reflecting the importance of smell in this scavenging animal. The pig genome sequence provides an important resource for further improvements of this important livestock species, and our identification of many putative disease-causing variants extends the potential of the pig as a biomedical model.