普通狨猴
中国科学家领衔，中外科学家合作，首次以狨猴为模型，以新的方式分析和组装了这种非人灵长类动物的全基因组数据，为高质量的基因组分析找到了新方法。这一成果于4月28日发表在著名学术期刊《自然》上。
“掌中之宝”和人有很多共同的特点。
普通的狨猴是一种小猴子，生活在巴西东北部大西洋海岸的热带地区。成年狨猴只有手掌大小，是世界上最小的灵长类动物之一。
狨猴和人类属于简猿亚目，但人类和其他猿类是起源于亚洲和非洲的旧大陆猴子，而狨猴是起源于拉丁美洲的新世界猴子。世界上的老猴和新猴有很多显著的区别，比如体型、鼻孔形状、牙齿数量等。，而体型在狨猴亚科中尤为显著，这也成为它们在实验室饲养的重要优势。
此外，与旧世界猴子的繁殖特点不同，狨猴寿命短，性成熟时间短，生双胞胎的概率非常高，可以为实验室提供充足的样本资源。
本次研究中涉及的常见狨猴是一种原产于南美洲的小型灵长类哺乳动物，是医学研究中常用的模式动物。
“狨猴和人类在解剖学、生理学和药物代谢方面有许多共同特征，因此可以发展多种医学研究模型。这些模型可应用于神经退行性疾病、生殖生物学、药代动力学和药物毒性筛选、干细胞研究、自身免疫性疾病和感染性疾病等多方向研究。”论文第一作者、深圳华大生命科学研究院与哥本哈根大学联合培养的博士生杨进一步解释说，解读狨猴的高质量基因信息对于推动人类疾病的研究非常重要。
方法获得两组完整染色体。
对于一个物种来说，它的基因组包含了它们所有的遗传信息，是遗传研究最重要、最基础的数据。我们和其他哺乳动物一样，是二倍体生物，有两套染色体，一套来自母亲，另一套来自父亲。但目前大多数基因组研究只能得到一组混合了双亲遗传信息的基因组，即同一条染色体的一段序列来自父本，而另一段序列来自母本，类似于两种颜色拼成的马赛克图案。这会导致我们在检测突变位点时失去了突变位点之间的连锁性，也就是我们不知道这些突变是如何遗传给后代的。
后代有两套染色体，一套来自母亲，另一套来自父亲。传统的组装策略获得的是混合遗传信息的基因组，而新的策略可以通过双亲的特定序列获得从双亲遗传的两套完整的基因组数据。
"我们在狨猴基因组测序中首次尝试了一种新方法."论文的共同第一作者、深圳华大生命科学研究院副研究员周云表示，我们的算法可以利用被测个体父母的测序数据，区分遗传信息，完美组装两条同源染色体。这样就可以获得所有染色体的遗传数据，这是一个很大的进步。相关的方法在将来可以应用于包括人类在内的更多物种的分析。
“感谢新的高质量染色体数据，我们终于有机会直接比较来自父亲和母亲的两组染色体。”杨说，如果把所有类型的遗传变异都考虑在内，目前一般的杂合性结果远远被低估了。此外，有趣的是，来自父亲的种系突变是来自母亲的两倍。这可能与卵子和精子形成过程中细胞复制和分裂的时间不同有关。
周云补充说，我们发现了狨猴Y染色体的一个特殊进化区域和一些其他有趣的基因。例如，我们发现大多数大脑相关基因在人类和狨猴之间高度保守，这部分解释了狨猴可以作为研究人类神经系统疾病模式物种的遗传基础。我们还发现，一些与它们的体型、繁殖特征和饮食习惯有关的基因在狨猴中被正向选择。这些发现扩展了以前的一些研究结果，增加了我们对狨猴物种本身的了解。
或者为医学研究提供重要的基因数据。
2021年是人类参考基因组草图发表20周年，但是如何构建参考基因组序列仍然是当前基因组研究的重点领域。特别是近年来，基因组序列功能的研究对获得更高质量的基因组提出了新的要求，完美参考基因组序列的定义也随着测序技术的发展而更新。在此，我们提出了二倍体物种完美基因组序列的新标准，即二倍体细胞中的两套基因组应在染色体水平上独立组装，且含有很少的测序漏洞。
"在这项研究中，我们论证了实现这一目标的可行性."该研究的通讯作者、来自深圳华大生命科学研究院、中科院昆明动物研究所和丹麦哥本哈根大学的张教授表示，高质量的狨猴基因组也将该物种作为动物模型，为医学研究提供重要的遗传数据。
通过对生物医学模式物种狨猴的基因组进行测序和组装，新的测序和组装技术显示出了巨大的潜力，可以为科学家提供非常精确的基因组数据支持，并在此基础上进行更详细的疾病相关研究。
未来20年基因组学将何去何从？期望主要是指实施精准医疗，利用基因信息根据每个人独特的基因特征定制干预措施，以防治从精神疾病到癌症等疾病。
"所以我们预测这项新技术将会大有用处."杨说，目前，狨猴已被用作各种生物学研究的动物模型，并已开发出各种神经系统疾病模型。包括狨猴和猕猴在内的非人灵长类转基因动物的研究逐渐成为新的研究热点。
来源:中国科普网
作者:胡丽娟
编辑:毛
审核:王飞
终审:陈雷
