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      蜘蛛進(jìn)化過程中罕見的全基因組重復(fù)可以揭示動(dòng)物多樣化的更多信息
      
			
      
				2018-12-24 10:40:34
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      貝勒醫(yī)學(xué)院人類基因組測(cè)序中心的研究人員與來自英國，歐洲，日本和美國的科學(xué)家合作，在蜘蛛和蝎子的進(jìn)化過程中發(fā)現(xiàn)了全基因組重復(fù)。該研究發(fā)表在BMC Biology上。長期以來，研究人員一直在研究蜘蛛和蝎子的應(yīng)用原因，例如研究用于藥物和材料科學(xué)的絲綢的毒液成分，以及基本問題，例如進(jìn)化的原因，以及了解這一不同群體的發(fā)展和生態(tài)成功。食肉生物。
      

      蜘蛛進(jìn)化過程中罕見的全基因組重復(fù)可以揭示動(dòng)物多樣化的更多信息
      

      作為研究5000種節(jié)肢動(dòng)物物種基因組的i5K試驗(yàn)項(xiàng)目的一部分，人類基因組測(cè)序中心分析了家蜘蛛Parasteatoda tepidariorum 的基因組 - 實(shí)驗(yàn)室研究的模式物種 - 以及亞利桑那州樹皮蝎 Centruroides sculpturatus ， - 北美最毒的蝎子。
      

      對(duì)這些基因組的分析表明，蜘蛛和蝎子是在4億多年前從共同的祖先進(jìn)化而來的，它在其基因組中創(chuàng)造了所有基因的新拷貝，這一過程稱為全基因組重復(fù)。這種事件是基因組中可能發(fā)生的最大的進(jìn)化變化之一，并且在動(dòng)物進(jìn)化過程中相對(duì)罕見。
      

      負(fù)責(zé)貝勒基因組測(cè)序的人類基因組測(cè)序中心副教授斯蒂芬理查茲博士說：“我們對(duì)我們與地球共存的物種的分子理解取得了迅速進(jìn)展，這令人非常興奮。蜘蛛基因組分析特別棘手，我們相信這是迄今為止質(zhì)量最高的蜘蛛基因組之一。“
      

      同樣，在脊椎動(dòng)物的起源上也存在兩個(gè)全基因組重復(fù)，這引發(fā)了關(guān)于重復(fù)基因是否在導(dǎo)致哺乳動(dòng)物的脊椎動(dòng)物譜系的進(jìn)化中產(chǎn)生新的生物復(fù)雜性的長期爭論。因此，蜘蛛和蝎子中全基因組重復(fù)的新發(fā)現(xiàn)提供了與脊椎動(dòng)物事件的有價(jià)值的比較，并且可以幫助揭示對(duì)我們自身進(jìn)化很重要的基因和過程。
      

      “雖然全基因組重復(fù)產(chǎn)生的大部分新基因材料隨后都會(huì)丟失，但一些新的基因拷貝可以發(fā)展出新的功能，可能有助于動(dòng)物的形狀，大小，生理和行為的多樣化，”Alistair McGregor博士說。 ，牛津布魯克斯大學(xué)進(jìn)化發(fā)育生物學(xué)教授，該研究的主要作者。“將蜘蛛和蝎子中的全基因組重復(fù)與脊椎動(dòng)物中的獨(dú)立事件進(jìn)行比較顯示出驚人的相似性。在這兩種情況下，都保留了重復(fù)的Hox基因簇。這些是調(diào)節(jié)所有動(dòng)物體結(jié)構(gòu)發(fā)育的非常重要的基因，并且因此可以引起動(dòng)物身體計(jì)劃的進(jìn)化變化。“
      

      該研究還發(fā)現(xiàn)蜘蛛Hox基因的拷貝在表達(dá)的時(shí)間和地點(diǎn)表現(xiàn)出差異，這表明它們已經(jīng)進(jìn)化出新的功能。
      

      McGregor解釋說，這些變化可能有助于澄清蜘蛛和蝎子的進(jìn)化創(chuàng)新，包括專門的肢體和它們?nèi)绾魏粑?，以及蜘蛛用來捕獲和殺死獵物的不同類型的毒液和絲綢的生產(chǎn)。“許多人害怕蜘蛛和蝎子，但這項(xiàng)研究顯示了他們所代表的進(jìn)化樹的美麗部分，”人類基因組測(cè)序中心主任，Wofford Cain主席，分子和人類遺傳學(xué)教授Richard Gibbs博士說。貝勒。“現(xiàn)在，對(duì)于這種基因組分析，成本已經(jīng)從數(shù)千萬美元迅速下降到僅幾千美元，現(xiàn)在已經(jīng)對(duì)任何物種進(jìn)行了研究，”理查茲說。“關(guān)于我們周圍地球上的生命還有很多東西需要了解，我相信這個(gè)結(jié)果只是了解蜘蛛分子組成的開始。”
      
			

			
        
      
			
      
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