著名研究所连发两篇Nature详解斑马鱼基因组

　　

生物通报道：英国桑格研究所（Wellcome Trust Sanger Institute）完成了斑马鱼的参考基因组，研究人员在此基础上比较了斑马鱼与人类基因组的异同，并进行了系统性的全基因组分析，深入解析了斑马鱼蛋白编码基因的功能。这项研究分为两篇文章发表在四月十七日的Nature杂志上。

斑马鱼是一种常用的重要模式生物，其透明胚胎特别适合进行发育研究。这项研究生成的高质量斑马鱼参考基因组，将帮助人们更好地理解人类基因功能，大大推动相关疾病的研究。此前只有两个大型基因组完成了如此高标准的测序，即人类基因组和小鼠基因组。

研究人员发现，斑马鱼共享了人类70%的蛋白编码基因，而且人类疾病相关基因中有84%可以在斑马鱼中找到对应基因。这说明斑马鱼作为模式生物，对于人类疾病研究非常重要。

此外，斑马鱼基因组也具有一些区别于其他脊椎动物的特性。在目前报道的脊椎动物基因组中，斑马鱼基因组中的重复序列含量最高，几乎是其近亲鲤鱼的两倍。此外，研究人员还在斑马鱼基因组中发现了，影响性别决定的独特染色体区域。

假基因被认为是在进化中丧失了功能的基因，研究显示，与人类基因组相比，斑马鱼基因组中的假基因很少。研究人员在斑马鱼基因组中鉴定了154个假基因，而人类基因组中的假基因约有13,000个。

“为了更好的利用斑马鱼这种模式生物，我们需要解析其整个基因组，分析它与人类基因组的异同，” 诺贝尔奖得主，马普发育生物学研究所的Christiane Nüsslein-Volhard教授说。“高质量的斑马鱼基因组，将帮助我们更好的理解基因突变的致病途径。”

“这项研究将为疾病研究和药物研发开辟新的道路，”文章资深作者，桑格研究所的Dr Derek Stemple说

在高质量参考基因组的基础上，研究人员对斑马鱼各基因的功能展开了研究，分析了基因突变对斑马鱼的影响。到目前为止，他们已经对40%的斑马鱼基因进行了突变分析。这将生成一个展示基因突变效果的综合性目录，成为人们进行疾病研究的重要工具。

研究人员在斑马鱼基因组中引入随机突变，并将这些突变与生理/生化改变联系起来。目前他们已经鉴定了与人类疾病有关的3,188个基因突变。

该研究所此前的一项研究指出，Titin基因中的特定突变，能够驱动一些癌症的发展。现在研究人员发现，斑马鱼Titin基因的主要功能与机体内的细胞分裂有关。研究显示，该基因发生突变会影响细胞分裂的方式，从而促进癌症发展。

“我们面临的挑战之一，是尽快完成对人类基因功能的综合分析”领导这项研究的Dr Derek Stemple说。“系统性地分析斑马鱼的基因功能，将加快我们对人类疾病的理解。”

 

生物通编辑：叶予

生物通推荐原文：

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http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature12111.html

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http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature11992.html