科学家完成普通狨猴全基因组测序

　　

生物通报道：目前，由贝勒医学院和华盛顿大学带领的一个国际科学家小组，完成了普通狨猴（Callithrix jacchus）的基因组测序，这是第一份新世界猴的基因组序列，提供了关于狨猴独特的快速繁殖系统、生理和生殖的新信息，进一步阐述了灵长类动物的生物学和进化。相关研究结果发表在2014年7月20日的《自然遗传学》（Nature Genetics）杂志。

本文第一作者、贝勒医学院人类基因组测序中心助理教授Jeffrey Rogers博士称：“我们研究灵长类动物的基因组，是为了更好地了解这个与人类亲缘关系最近的物种的生物学。在进化树上大猿和猕猴与人类的关系最近，以前对它们进行的基因组测序，已经提供了关于人类基因组进化起源和所涉及过程的新信息。”

根据狨猴的序列，研究小组首次揭示了新世界猴中非人类灵长类动物的基因组。在灵长类动物的进化树中，新世界猴代表着一个独立的分支，与以前已经测定基因组序列的灵长类动物相比，它们与人类的关系更远。这些基因组序列使研究人员能够扩展自己的能力，来研究人类基因组及其历史。

这些测序工作，是由贝勒医学院和华盛顿大学共同完成，由人类基因组测序中心的Kim Worley教授、贝勒医学院的Rogers、华盛顿大学基因组研究所的Richard K. Wilson和Wesley Warren带领，与德克萨斯大学健康科学中心和西南国家灵长类动物研究中心的Suzette Tardif博士合作。

本研究的首席研究员、贝勒医学院人类基因组测序中心主任Richard Gibbs博士称：“每一个新的非人灵长类动物基因组，都会使我们更加深入地了解人类生物学。”

孪生
该研究揭示了狨猴中观察到的独特遗传特征——多胎，指出几个基因可能是它们一贯多胞胎生殖能力的原因。Worley称：“不同于人类，狨猴一直都生双胞胎，没有任何医学问题的关联。所以，为什么在狨猴中会是这样，而在人类中却不是？”原来，狨猴基因WFIKKN1表现出与狨猴孪生相关的变化。

Rogers称：“从我们的分析显示，该基因可以作为倍数和单胎妊娠之间的某种关键开关，但它不是唯一相关的基因。该发现可以适用于人类多胎妊娠的研究。”

该研究小组也在寻找狨猴及近亲中发现的一个独特性状相关的遗传变化，但这个性状在其他任何哺乳动物中都没有描述。在狨猴中，二卵（或异卵）双胞胎在子宫内交换血液干细胞（称为造血干细胞），这会导致嵌合体（chimerism）——一个有机体由遗传上截然不同的细胞组成。

Rogers称：“这非常的不寻常。双胞胎是亲兄弟姐妹，但是如果你从一个动物身上取一份血样，10%到50%的细胞将携带其兄弟姐妹的DNA。通常，异卵双生不以这种方式共有相同的DNA，在其他动物中，这种嵌合体可以引起医学问题，但是在狨猴中却不会。这是非常独特的。”

本文共同作者、贝勒医学院妇产科学和孕产妇胎儿医学副教授Kjersti Aagaard博士称：“这项工作对妊娠和生殖医学具有显著的转化影响。我们表明，在狨猴中有几个基因可能使它们能够孪生。然而，这不仅仅是一个‘为什么它们孪生的比例这么高’的问题，而是它们如何设法成功地抚养这些双胞胎。考虑到双胞胎相的并发症发生率相对较高，从早产到独特并发症，如孪生输血综合征，这项研究对于我们了解狨猴的基本自适应生物学（使它们能够避免这些并发症）非常关键。”

异亲（Alloparenting）
狨猴有一种独特的社会体系，在这个体系中，占优势的男性和女性担当家庭的主要抚养者，而它们的亲属也照顾后代。它们长时间带着后代，主要提供所有的支撑，使抚养者能够再次快速繁殖。Worley称，有趣的是，提供后代照料的亲属在生殖上是受抑制的。

Rogers称：“这个物种很显然已经适应了快速繁殖和快速人口增长。它们的生态系统与它们能够在森林地区生长繁衍有关。所以，可能它们已经进化出一种喂养和饮食模式，可让它们生活在这些类型的环境中，在那里它们能快速繁殖。这是有利的，因为进入一个新受干扰地区的任何成年绒猴，都将会繁衍它们的后代，作为新地区的早期居民。”

小体型
狨猴也具有非常小的体型。基因组序列显示，这可能是五种生长激素/胰岛素样生长因子轴基因（GH-IGF）阳性选择的结果，这些基因在小体型的产生过程中具有潜在的作用。

此外，该小组确定了一组基因，它们影响代谢率和体温、与小体型挑战相关的适应性。

MicroRNAs
该研究还提供了关于MicroRNAs、小非编码RNA分子（功能是调节基因表达）的新信息。Worley称：“已有科学家对非人灵长类动物的microRNA做了大量研究，所以我们发现这特别的重要。”

休斯顿大学生物学和生物化学副教授Preethi Gunaratne博士和贝勒医学院分子和人类遗传学助理教授R. Alan Harris带领的研究小组发现，与人类相比，狨猴microRNA表现出显著数量的差异，可能参与繁殖的有两大集群。

Rogers指出：“这些基因序列，为利用狨猴的进一步生物医学研究奠定了基础。由于缺乏基本的信息，研究人员可能更愿意研究狨猴，这个基因组序列为未来人类健康和疾病各方面的相关研究，开辟了新的途径。”

本文共同作者、德克萨斯大学健康科学中心Barshop寿命和衰老研究所的细胞和结构生物学教授Suzette Tardiff博士，提供了关于狨猴生物学的关键信息，并帮助获得了样本进行测序。

（生物通：王英）

延伸阅读：我国科学家完成柞蚕全基因组测序

生物通推荐原文摘要：
The common marmoset genome provides insight into primate biology and evolution
Abstract：We report the whole-genome sequence of the common marmoset (Callithrix jacchus). The 2.26-Gb genome of a female marmoset was assembled using Sanger read data (6×) and a whole-genome shotgun strategy. A first analysis has permitted comparison with the genomes of apes and Old World monkeys and the identification of specific features that might contribute to the unique biology of this diminutive primate, including genetic changes that may influence body size, frequent twinning and chimerism. We observed positive selection in growth hormone/insulin-like growth factor genes (growth pathways), respiratory complex I genes (metabolic pathways), and genes encoding immunobiological factors and proteases (reproductive and immunity pathways). In addition, both protein-coding and microRNA genes related to reproduction exhibited evidence of rapid sequence evolution. This genome sequence for a New World monkey enables increased power for comparative analyses among available primate genomes and facilitates biomedical research application.