动物基因组和功能基因发现.docVIP

动物基因组和功能基因发现 　　人类基因组今天已经扩大到对单个个人的基因组的描绘。与此同时，人类对其他动物的基因组也有了较多的发现，包括破译它们的基因组和发现各种功能基因。这不仅对生物保护、生物多样性有帮助，而且有助于人类从动物获得启示，为自己的健康、治病和长寿服务。 　　 　　猕猴、负鼠和蚊子的基因组 　　 　　2007年，第一种猴子――猕猴的基因组已被全部测序。根据已测序的基因信息，猕猴的基因组有93％与人类相似。在某种程度上来讲，猕猴很像人类。它们可以居住在城市，能吃从花生到冰激凌的各种食物，而且选择群居。从猕猴基因组与人类的相似和差异，研究人员可以找到猕猴从矮小和多毛的身体到易患疾病的遗传原因。猕猴生活在亚洲各地，被认为是于2500万年前的灵长类中分化出来的。 　　2005年，科学家已经完成了对人类最亲近的表兄――黑猩猩基因组的破译，发现它们的基因组与人类有98％的同一性。而猕猴基因组的破译则提供了第三个参照点，以此来比较人和黑猩猩的基因组。比如，如果研究人员发现人和黑猩猩之间的一个DNA差异，就可以在猕猴的基因组中对照，以计算出黑猩猩或人是否携带有更古老的DNA版本。此项研究的领导者、美国休斯顿的贝勒医学院的乔治?温斯塔克指出，当破译了一种灵长类的基因组时，也就打开了理解与人类有亲密关系的一种动物的生物学大门。这对未来使用于人的药物研发和疾病治疗都具有重大意义，同时对于进化的研究也十分重要。 　　与此同时，研究人员也完成了对负鼠基因组测序。有着短灰尾的负鼠是有袋鼠类的一种，是研究人类疾病、生物发育和免疫学的一种极好的生物模式。正因为如此，研究人员下大力完成了对其基因组的测序。来自美国、澳大利亚、英国和加拿大的研究人员共同破译了第一个有袋鼠类的基因组，由此人类现在已经破译的哺乳动物基因组包括小鼠、大鼠、黑猩猩、猕猴和人自身。短尾负鼠是生活在南美的约60种树居动物的一种，主要是在玻利维亚、巴西和巴拉圭的森林中独自生活。它更像啮齿动物而不像其澳洲的表兄考拉或袋鼠。短尾负鼠有18000至20000个编码蛋白质的基因，几乎与人类编码蛋白质的基因一样多。而且其生育周期很短，只有14天。有袋哺乳类动物与胎盘哺乳动物(人类属于后者)是于1.8亿年前分化后各自进化的。 　　因此，研究人员认为，短尾负鼠基因组的破译非常重要，因为它可提供比较哺乳动物进化的重要参照点。短尾负鼠的绝大部分基因与其他胎盘类动物具有一致性，但是有一些却是有袋类动物特有的。这些基因包括嗅觉感受、解毒和免疫系统。这些基因在负鼠适应特殊的环境中扮演着重要角色。此外负鼠在脊髓损伤后有惊人的恢复能力，包括脊髓全部断离后都能恢复，因而是研究疾病、免疫学和生物发育的一种极好模式。 　　2007年5月17日研究人员完成了对埃及伊蚊基因组测序，这是研究人员完成的第二种蚊子的基因组测序。埃及伊蚊基因组测序的完成有助于人们在未来控制这种蚊子和它所传播的疾病。2002年研究人员完成了第一种蚊子――冈比亚按蚊(疟蚊的一种)的基因组测序。这两种蚊子的最大区别就是，顾名思义，疟蚊是传播疟疾的蚊子；而埃及伊蚊则是传播黄热病或骨痛热的媒介。冈比亚按蚊和埃及伊蚊是在约1.5亿年前分道扬镳的。美国印第安纳圣母大学生物学家大卫?塞维逊参与了这两种蚊子基因组的破译，认为这是两种迥然不同的蚊子。埃及伊蚊的基因组非常庞大，有13.8亿个碱基对，是冈比亚按蚊基因组的5倍，约相当于人类基因组的三分之一。奇怪的是，虽然碱基对差异巨大，但这两种蚊子有大致相似的基因数。虽然埃及伊蚊的基因组破译并不会马上产生巨大的实际作用，但未来的运用却是前景广阔，如防治黄热病。而目前最为直接的作用是利用埃及伊蚊的基因表达类型来确定这种蚊子对杀虫剂的耐药性，以便控制它们。而传统的筛查耐药性的工作要依赖许多个体蚊子去测试许许多多的杀虫剂。新的方法会大大加快测试的过程。 　　 　　多种功能基因被发现 　　 　　除了这些动物的基因组，研究人员还在动物身上发现了很多解释生物生理功能的基因，对于了解人类和生物具有重要的意义。 　　如果手上长时间握有一块冰或在寒冷的冬季长时间呆在室外，人就会由冷而感到疼痛。这是什么原因呢?现在研究人员在老鼠身上的实验发现，一种蛋白质对此要负责任。这种蛋白叫做Nav1.8，此前已知这种蛋白对感知组织损伤有重要作用，也与炎症反应和损伤的神经疼痛有关联。德国埃尔兰根－纽伦堡大学的生理学家凯瑟琳娜?齐默尔曼和其同事发现，如果小鼠缺少Nav1.8蛋白就会对源自寒冷的疼痛毫无感觉。把正常的小鼠放置于一个冷却到零摄氏度的盘子，小鼠会不断地跳起来并抬起它们的脚，但经过基因工程处理的缺少Nav1.8蛋白的小鼠在零度的盘子中却不会这样。原来，Nav1.8蛋白所起的作用是帮助钠离子通过神经元的细胞膜，这个过