中山大学Nature子刊发表基因组研究新成果

　　

生物通报道  来自中山大学、法国艾克斯-马赛大学和厦门大学等机构的研究人员报告称，他们通过分析多个文昌鱼（lancelet）基因组揭示出了现代脊椎动物减速的基因组进化。研究结果在线发表在12月19日的《自然通讯》（Nature Communications）杂志上。

文章的通讯作者是中山大学生科院徐安龙（Anlong Xu）教授，徐教授早年毕业于中山大学，后赴美留学，获美国伊利诺斯(UIUC)大学分子免疫学博士学位，主要研究领域为医药生化与分子生物学、免疫学及海洋生物功能基因的研究，曾先后主持多项国家级重点科研项目，发表国际学术刊物论文上百篇（延伸阅读：中山大学徐安龙教授J Immunol发现miRNAs免疫作用 ）。

脊椎动物包括鱼类、两栖类、爬行类、鸟类和哺乳类，根据不同地层中发现的化石，以及比较解剖学和胚胎学方面的研究结果，都可以推断脊椎动物是由无脊椎动物进化而来的。但由于缺少坚硬内骨骼的动物不易形成化石保存在地层中，所以至今未能找到无脊椎动物与脊椎动物之间的过渡类型的化石证据。

文昌鱼又被称为白氏文昌鱼、蛞蝓鱼、双尖鱼或海矛，其隶属于脊索动物门（Chordata）头索动物亚门（Cephalochordata），是一种珍贵的海洋动物。现生动物文昌鱼不论在生活习性、胚胎发育、外部形态和内部结构等方面，都既具有某些无脊椎动物的特征，又具有某些脊椎动物特征的雏形，是无脊椎动物进化到脊椎动物过渡类型的典型代表，填补了两者之间的空白，成为整个生物进化史上一个不可缺少的一个“桥梁”， 因此受到国内外生物学界的高度重视，被动物分类学家誉为“活化石”。

在以往的研究中，科学家们对佛罗里达文昌鱼基因组进行了分析，结果显示这一脊索动物没有经历两次全基因组倍增(2R-WGD)，但与脊椎动物共享广泛的基因组保守性，突显出文昌鱼是脊索动物祖先状态最佳的代表。

在这篇新文章中研究人员报告称，他们测序和装配了成年雄性中国白氏文昌鱼（B. belcheri）的二倍体基因组。并生成了反映不同发育阶段、组织和免疫反应和14个转录组。此外，他们还对另外5种文昌鱼进行了全基因组重测序及亚硫酸盐测序。结合这些新的数据与佛罗里达文昌鱼基因组草图，重新评估了文昌鱼和主要脊索动物谱系间不同遗传事件的进化速度。

通过比较多个文昌鱼基因组，研究人员揭示出古老的脊椎动物经历了高速的蛋白质进化、基因重排以及结构域混编(domain shuffling)，但在有颚脊椎动物和无颚脊椎动物分歧之后这些进化的速度显著减慢。相比文昌鱼，现代脊椎动物显示相对较少的蛋白质多样性，较少的核苷酸多态性、结构域组合（domain combinations）以及保守非编码元件(CNE)。现代脊椎动物还丧失了大量的转座子(TE)多样性，而文昌鱼则保留了高度的TE多样性，其包含有长期寻找的RAG转座子。文昌鱼还显示出快速的基因代谢（gene turnover），普遍的转录，后生动物中最快速的外显子混编，以及在其他无脊椎动物中未看到的大量的TE甲基化。

这些新的文昌鱼基因组序列提供了有关脊索动物祖先状态和脊椎动物进化的一些重要新见解。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Decelerated genome evolution in modern vertebrates revealed by analysis of multiple lancelet genomes

Vertebrates diverged from other chordates ~500 Myr ago and experienced successful innovations and adaptations, but the genomic basis underlying vertebrate origins are not fully understood. Here we suggest, through comparison with multiple lancelet (amphioxus) genomes, that ancient vertebrates experienced high rates of protein evolution, genome rearrangement and domain shuffling and that these rates greatly slowed down after the divergence of jawed and jawless vertebrates. Compared with lancelets, modern vertebrates retain……

作者简介：

徐安龙

博士，教授，博士生导师，中山大学副校长，曾任中山大学生命科学学院院长，国家“十一五”863计划海洋技术领域专家，“有害生物控制与资源利用”国家重点实验室主任,“南海海洋生物技术国家工程研究中心”主任。1992年获美国伊利诺斯(UIUC)大学分子免疫学博士学位, 1998年获广东省青年科技奖、2000年获国务院颁发的政府特殊津贴、2003年荣获第六届中国青年科技创新杰出奖。2004年入选为新世纪百千万人才工程国家级人选。

项目“主要组织相容性复合物（MHC）的遗传多态性及其疾病相关性研究”和“海洋生物特有功能基因的高效表达及应用”在2005年分别获广东省科学技术奖一等奖和教育部提名国家科学技术奖发明奖一等奖。2007年被聘为国家重点基础研究发展计划(973计划) “免疫系统起源的亿年超前追溯”项目首席科学家以及被聘为第九届药典委员会委员。2008年获得第十届“挑战杯”全国大学生科技竞赛全国优秀指导老师奖。

长期从事医药生化与分子生物学、免疫学及海洋生物功能基因的研究，先后主持多项国家级重点科研项目，其中包括“国家杰出青年基金”、 973项目、国家自然科学基金重点项目、863项目、教育部重大科研项目、国家发改委国家工程中心项目以及欧盟第六框架项目。

先后在New England Journal of Medicine, The American Journal of Human Genetics, PloS ONE, Journal of Immunology, Molecular Immunology, International Journal of Cancer, Development and Comparative Immunology, Genomics，Genome Research,Science.signaling等国际学术刊物上发表SCI收录论文100多篇，申请国家发明专利40多项以及美国和欧盟的国际（PCT）发明专利5项,授权国家发明专利29项,美国发明专利1项。多次应邀在国际学术会议及国外大学和研究机构做学术报告。