對(duì)罕見阿根廷大鼠的新分析揭示了最大的哺乳動(dòng)物基因組的起源
從阿根廷本土物種紅色vizcacha大鼠收集的新生物信息證明了基因組的大小如何迅速變化。來自麥克馬斯特大學(xué)的研究人員開始研究這種特殊物種,因?yàn)樗幕蚪M或其完整的DNA集是所有哺乳動(dòng)物中最大的,并且其大小似乎非常迅速地增加。
大鼠的基因組大約是人類基因組的2.5倍,包括102條染色體,而人類只有46條染色體,大約是其最接近的親屬之一 - 山vizcacha大鼠的兩倍。這些物種的最新共同祖先僅在大約五百萬年前存在。
“這種基因組轉(zhuǎn)化非常引人注目,因?yàn)樗谶M(jìn)化過程中發(fā)生在很短的時(shí)間內(nèi),”麥克馬斯特的生物學(xué)家Ben Evans說,他是發(fā)表在基因組生物學(xué)和進(jìn)化學(xué)雜志上的新研究的主要作者。
這種增長(zhǎng)背后的機(jī)制引起了科學(xué)家之間的激烈爭(zhēng)論,其中一些人認(rèn)為,當(dāng)整個(gè)DNA集合翻倍時(shí),全基因組重復(fù)會(huì)導(dǎo)致快速擴(kuò)張。
研究人員說,全基因組復(fù)制在植物等一些群體中比較常見 - 它發(fā)生在玉米,煙草,馬鈴薯和許多其他開花植物的祖先中。
其他人認(rèn)為,大鼠快速的基因組擴(kuò)增是由于重復(fù)的DNA位DNA在基因組中重復(fù)多次 - 與染色體裂變相結(jié)合,這一過程中一條染色體在進(jìn)化時(shí)間內(nèi)分裂為兩個(gè)或更多。
為了解決爭(zhēng)論,研究人員比較和對(duì)比了來自紅色vizcacha大鼠和山vizcacha大鼠的基因組數(shù)據(jù)集。他們的分析表明,由于多種高度重復(fù)元素的擴(kuò)展,基因組迅速發(fā)展,他們沒有發(fā)現(xiàn)基因組重復(fù)的有力證據(jù)。
“這很有趣,因?yàn)檫@些相同的機(jī)制 - 重復(fù)DNA的擴(kuò)展 - 在人體中起作用,并導(dǎo)致'基因組包袱'或額外的DNA。這可能通過基因功能的中斷影響疾病,”埃文斯說。
盡管如此,仍有許多問題。研究人員希望進(jìn)一步描述這些重復(fù)元素的本質(zhì)。例如,它們是什么以及為什么它們會(huì)擴(kuò)展?他們還在擴(kuò)張嗎?
研究人員還計(jì)劃探索這種遺傳進(jìn)化是否在大鼠對(duì)高鹽度飲食的高耐受性中發(fā)揮作用。這個(gè)物種可以以在沙漠棲息地生長(zhǎng)的極其咸的植物為食,而山vizcacha大鼠不能忍受相同的飲食。
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