科學(xué)家繪制北美綠蜥蜴基因組框架圖
日期：2011-09-06 11:01:50
來(lái)自美國(guó)、瑞典和英國(guó)的研究人員近日在《自然》（Nature）在線版上公布了北美綠蜥蜴（Anolis carolinensis）的基因組框架圖。這也是首個(gè)非禽類爬行動(dòng)物的序列，有助于了解脊椎動(dòng)物的進(jìn)化。
綠蜥蜴是最受歡迎的寵物蜥蜴之一，生長(zhǎng)迅速，長(zhǎng)成后體型大，馴養(yǎng)后性情溫和。該項(xiàng)研究不僅提供了綠蜥蜴本身的生物學(xué)信息，同時(shí)也為近親的蜥蜴物種以及更廣的羊膜動(dòng)物譜系中動(dòng)物的進(jìn)化提供線索。通過(guò)新的蜥蜴基因組與鳥類和哺乳動(dòng)物的比較，研究小組發(fā)現(xiàn)了與羊膜動(dòng)物卵發(fā)育相關(guān)的基因和蛋白快速進(jìn)化的證據(jù)。
盡管過(guò)去幾年多種鳥類和哺乳動(dòng)物的基因組經(jīng)過(guò)了測(cè)序，但綠蜥蜴是第一個(gè)被測(cè)序的非禽類爬行動(dòng)物。該物種原產(chǎn)于美洲，在爬行動(dòng)物研究中常作為模式生物。研究人員認(rèn)為，有了蜥蜴基因組序列，他們可對(duì)羊膜動(dòng)物譜系進(jìn)行基因組比較。
他們?cè)谖闹袑懙溃骸膀狎鍭. carolinensis的基因組填補(bǔ)了一個(gè)重要缺口，實(shí)現(xiàn)了羊膜動(dòng)物基因組的更可靠進(jìn)化分析。”
研究人員利用全基因組鳥槍法Sanger測(cè)序，追蹤了一只來(lái)自南卡羅萊納州的雌性綠蜥蜴的基因組，共1.78 Gb。他們還利用一只雄蜥蜴構(gòu)建了細(xì)菌人工染色體克隆，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)來(lái)錨定和裝配基因組序列。
研究小組預(yù)計(jì)蜥蜴基因組約有17,472個(gè)蛋白編碼基因以及超過(guò)2,900個(gè)RNA基因。新的基因組包含大量的串聯(lián)重復(fù)和轉(zhuǎn)座元件，而LINE和SINE等移動(dòng)元件占據(jù)了基因組序列的30%左右。
蜥蜴基因組與雞基因組的比較顯示綠蜥蜴經(jīng)歷了相對(duì)很少的重排，仍然包含數(shù)百個(gè)雞基因組中的合成模塊。研究小組還看到了蜥蜴和雞的小染色體的共線性。但是，盡管雞的小染色體一般包含較少的重復(fù)，且富含GC，但蜥蜴小染色體中的重復(fù)并不特別低，也不富含GC。
研究人員還發(fā)現(xiàn)蜥蜴的性染色體模式似乎與鳥類不同。鳥類有著ZW性染色體，而雄性和雌性蜥蜴的數(shù)據(jù)表明，蜥蜴已經(jīng)進(jìn)化成XY染色體，與大部分哺乳動(dòng)物更為相似。
蜥蜴基因組與其他8種脊椎動(dòng)物序列的比較揭示出其他脊椎動(dòng)物中綠蜥蜴基因的許多同源物。但是研究人員還發(fā)現(xiàn)了一些基因，它們存在于爬行動(dòng)物中，卻在哺乳動(dòng)物中丟失。其中有11個(gè)基因參與了色彩視覺，還有一些基因則參與了孵蛋。
研究小組還利用遺傳數(shù)據(jù)和質(zhì)譜實(shí)驗(yàn)來(lái)查看蜥蜴蛋中的蛋白含量，他們發(fā)現(xiàn)了一些證據(jù)，表明卵蛋白在羊膜動(dòng)物譜系中特別快地進(jìn)化，導(dǎo)致蜥蜴和雞之間多個(gè)卵相關(guān)基因和蛋白的差異。
盡管研究人員已經(jīng)從蜥蜴基因組中獲得了不少信息，但他們強(qiáng)調(diào)，還需要更多的基因組序列，以確定A. carolinensis的遺傳學(xué)在其他蜥蜴物種中如何具有代表性，以及如何從整體上填補(bǔ)爬行動(dòng)物譜系的缺口。
