中国科学院昆明动物研究所牵头发起的灵长类基因组计划取得阶段性重大突破
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中国科学院昆明动物研究所牵头发起的灵长类基因组计划取得阶段性重大突破
6月2日，中国科学院昆明动物研究所牵头发起的灵长类基因组计划取得阶段性重大突破。
该所研究团队在《科学》杂志以专刊形式在线发表6篇论文，厘清了灵长类动物的系统发育关系，解析了灵长类动物大脑、体型、骨骼、感官、食性等复杂性状演化的遗传基础，发现了寒冷气候促进亚洲叶猴复杂社会系统演化的遗传机制，首次发现灵长类动物杂交成种事件，构建了人类疾病基因在非人灵长类基因组中的变异图谱，并推测人类疾病基因突变的潜在功能等。多项最新研究成果为灵长类动物多样性保护、遗传资源开发和利用提供依据，也为人类特殊性状的起源、发育以及疾病医学研究提供了重要遗传学材料和候选分子靶标。
灵长目是哺乳动物中种类最丰富的类群之一，包括16科82属520余种，由于其独特的系统发育位置，以及形态、行为和生理功能的多样性，成为研究人类起源和演化、复杂性状创新和重塑、疾病发生机理的天然动物模型。
科研团队以大尺度系统基因组学研究揭示灵长类基因组演化历史和表型进化遗传机制，构建了精细的现生灵长类全基因组水平系统发育树，推演出灵长类最近共同祖先出现在距今约64.95百万至68.29百万年前，提示灵长类早期辐射可能受白垩纪—第三纪生物大灭绝事件的影响。重构了从灵长类共同祖先到现代人类基因组的染色体结构，发现灵长类祖先和现代人类具有保守的核型特征，但在类人猿下目祖先8号染色体发现一个新的染色体融合事件，这可能对高等灵长类的创新演化具有重要意义。基于基因组数据推演了灵长类动物群体历史，发现大多数灵长类动物群体数量在晚更新世发生锐减，暗示长时程的气候变迁对灵长类动物群体结构产生重要影响。某些灵长类物种在过去的3个百万年期间群体大小持续下降，这些物种中高比率是濒危种，提示该集合中其余非濒危物种可能也是将来急需保护的对象。该研究成果在《科学》杂志上以旗舰论文形式发表。
针对灵长类社会系统多样性的遗传机制这一热点问题，研究团队新测序获得了7个亚洲叶猴物种的高质量参考基因组，重建了全基因组水平亚洲叶猴系统发育关系。种间分析显示物种的社群规模与气候寒冷程度显著相关，即寒冷地区的物种通常形成大规模社群，寒冷效应可能促进了社会聚合，是重层社会演化的一个关键生态因子。基于比较基因组学发现，具有重层社会的奇鼻猴中，与寒冷相关的能量代谢和神经、激素调节相关基因受到正选择，演化出了以多巴胺、催产素为代表更加有效的脑、神经激素调控网络。在寒冷地区的适应性改变，最终促进亚洲叶猴从彼此独立的一雄多雌群向大型重层社会演化。该研究成果为灵长类社会演化提供了重要的研究范式。
缺乏直接感染艾滋病病毒的动物模型是制约艾滋病研究的关键瓶颈之一，平顶猴是目前报道唯一可感染艾滋病病毒的旧大陆猴。国内分布的平顶猴物种为北平顶猴，科研团队率先对北平顶猴进行了基因组测序，组装了北平顶猴的参考基因组。通过蛋白编码基因比较，发现有3个与艾滋病病毒复制密切相关的基因，北平顶猴的相关基因与人的同源基因相比发生了大量突变，可能为其特异的感染艾滋病病毒限制因子，可抑制艾滋病病毒的复制。研究还发现，狮尾猴与北平顶猴有最近的亲缘关系，提示狮尾猴可能与平顶猴一样可以感染艾滋病病毒。
此外，研究团队还首次在猕猴类群中发现杂交成种事件，猕猴属的食蟹猴种组是由狮尾猴种组和斯里兰卡种组杂交形成。通过大规模灵长类比较基因组学解析，鉴定了灵长类关键演化节点中快速演化的基因组保守元件，解析了这些快速演化的DNA保守序列对灵长类动物表型多样性演化造成的功能影响。在发表研究论文的同时，科研团队释放的参考基因组也将为相关领域其他研究提供参考依据，推动灵长类动物的基因组多样性研究、人类和非人灵长类遗传耐受性变异谱构建以及灵长类动物不完全谱系分选动态图谱的构建和解析。
灵长类基因组计划由中国、美国、德国、英国等多个国家超过50个科研机构及学校院所，100多位科学家共同参与，目标是用10年时间分三期完成地球上已知520多种灵长类动物的基因测序工作，测定出灵长类每一个物种的DNA序列，绘制灵长类基因组图谱，破译这些人类“近亲”的遗传信息，为灵长类动物的保护，及生命科学、医学等领域的发展开辟道路。
又讯（记者 陈云芬） 6月2日，云南大学于黎研究员团队和四川大学刘建全教授团队在国际顶级学术期刊《科学》杂志发表题为《灵长类黔金丝猴的杂交起源》的研究论文，揭示了灵长类动物黔金丝猴的杂交起源和其独特毛色产生的分子机制。
研究发现，黔金丝猴可能是滇金丝猴及怒江金丝猴的祖先与川金丝猴在约180万年前的杂交起源的新物种；杂交物种形成事件可能导致了黔金丝猴黑灰色与金色相间的“马赛克式”毛色性状。研究人员成功鉴定到了一系列可能在黔金丝猴杂交物种形成过程中发挥重要作用的毛色性状相关候选基因，并提出黔金丝猴独特的毛色性状很可能促进了与两个亲本的合子前生殖隔离，使其继续独立演化并最终形成新的物种。这是首次在哺乳动物灵长类中报道的杂交物种形成及其机制，揭示了其在灵长类物种形成和表型多样化过程中的重要作用，加深了人们对物种形成机制的理解和对生物多样性起源和演化的认识。（云南日报 记者季征）
