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恒河猴基因组研究

2019-03-08 671哺乳类恒河猴基因组

医学研究中最常用的非人灵长类动物属于猕猴属,通过更好的了解这些模式动物的遗传学背景,可为生物医药及疾病研究中遇到的问题提供新线索及思路。来自华南创新中心和中山大学医学院等机构的研究者们绘制了中国恒河猴(Macaca mulatta lasiota)和食蟹猴(Macaca fascicularis)基因组草图,鉴定了近2000万单核苷酸多态性位点(SNPs)、大量的插入、删除、染色体重排等变异。

通过与已测序的印度恒河猴(Macaca mulatta mulatta)基因组序列的比较,表明三种猕猴属动物存在显著的遗传异质性。通过评估多样性低的基因区域,发现三种猕猴属动物基因均显示出正选择迹象。遗传趋势分析证实食蟹猴基因组中存在着基因渗入现象。

研究方法

该研究进行了一只雌性中国恒河猴和一只雌性食蟹猴基因组测序,测序策略为全基因组鸟枪法结合新一代测序技术。然后将测序数据进行组装。中国恒河猴和食蟹猴的组装数据量分别为2.84 Gb和2.85 Gb,平均覆盖率为47X和54X。数据存储在CNGBdb, 项目编号为:CNPhis0000545。

研究结果

  1. 中国恒河猴、食蟹猴和印度恒河猴基因组比较分析。

  2. 中国恒河猴与食蟹猴间基因渗透:因两种猕猴生活地理区域存在交集,早有两者之间存在基因渗透报道 (putative introgression regions,PIRs) ,该研究则在全基因组范围内进行猕猴基因渗透的研究,选择一组中性无迁移模型的模拟数据作为对照,进行猕猴间多态性差异率分析,分析获得8,942 PIRs,表明三种猕猴间存在基因渗透。进化过程中,新功能基因强选择将导致基因选择性清除(‘selective sweep’)从而与非选择区域相比遗传多样性降低。该研究分析得到217个选择性清除区域,其中一个位于恒河猴的14号染色体,仅编码SET结合蛋白因子2(SBF2基因),该基因可能为进化过程中正向选择靶标。而如果人类携带SBF2基因直系同源缺陷,将导致常染色体隐性脱髓鞘疾病。

  3. 猕猴群体TRIM5基因研究:该基因编码产物为逆转录酶病毒复制限制蛋白,是模式动物HIV感染相关关键标记。

猴基因展示了疾病基因及药物靶点与人类基因组序列具有高度的相似性,这一结果表明以猕猴为对象的生物学和临床前医学研究将为人类医学研究提供具有重要价值的信息。

引用

  1. Yan G , Zhang G , Fang X , et al. Genome sequencing and comparison of two nonhuman primate animal models, the cynomolgus and Chinese rhesus macaques[J]. Nature Biotechnology, 2011, 29(11):1019-1023.

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