李明研究組有關金絲猴植食性適應分子機製及其進化曆史的研究成果在Nature Genetics發表

  疣猴亞科Colobinae是靈長類舊大陸猴中一個重要和特殊的群體,它們通常以植食性為主且獨立發展出具有類似反芻動物的複雜的胃這一重要生理特征,其腸道微生物可能參與發酵和消化纖維素。近期,必威精装版app西汉姆联 李明研究組與北京諾禾致源生物信息科技有限公司等單位合作,利用二代Illumina HiSeq2000測序平台,對一隻雄性川金絲猴 (R. roxellana)(疣猴亞科,仰鼻猴屬Rhinopithecus)進行了de novo測序(測序深度達到146×)以及同屬的滇金絲猴 (R. bieti)、黔金絲猴 (R. brelichi)和緬甸金絲猴 (R. strykeri)進行了全基因組重測序(各30×左右),通過比較基因組學,結合功能實驗和宏基因組分析,揭示了靈長類植食性適應的分子機製,並闡明了金絲猴屬的起源和演化曆史。 

  利用新獲得的基因組數據分析發現,與人以及類人猿等基因組相比,舊大陸猴的基因組可能更加“動態”,並存在著較多的重組以及轉座事件。而在植食性適應方麵,這一類群可能采取兩種策略,即一方麵通過基因複製和擴張來消除植物次生代謝產物的毒性,而另一方麵與脂肪酸和能量代謝相關的基因則受到正選擇作用,有利於其發酵代謝以及高海拔適應。有趣的是,盡管金絲猴的嗅覺基因中有61.7%為假基因(這可能與金絲猴萎縮的外鼻孔以及嗅覺係統退化相關),但在其與牛的基因組比較分析中卻發現33個快速進化的嗅覺基因,且大部分這些嗅覺基因(69.7%)可能參與感知水果、植物等氣味相關,這一比例高於其他相關的物種;利用基因組數據,這次研究還首次對與植食性緊密相關的RNASE1基因的複製區域進行界定,針對RNASE1的序列比較及功能實驗結果支持一次複製假說,即該基因複製發生在亞洲葉猴和非洲葉猴分歧之前;同時結果也支持平行進化假說,並證實第39位氨基酸由堿性向非堿性的轉變可能是導致其最適pH值降低的關鍵。 

  在起源和演化曆史分析中,研究顯示了金絲猴北方類群的分化時間約為1.60 百萬年前,緊鄰金絲猴祖先種群的分化(1.69百萬年前),這一時間與引起青藏高原抬升的原木運動(Yuanmu Movement)的時間吻合(~ 1.6百萬年前),因此認為青藏高原的抬升有可能引起了金絲猴屬的分化以及隨後的北方類群分化。該研究還發現北方類群和喜馬拉雅類群的種化時間卻非常滯後(如北方類群為0.62 ± 0.17百萬年前,而喜馬拉雅類群為0.15 ± 0.10百萬年前),且後一類群的基因組分化和種化時間剛好與倒數第二次冰期(Penultimate Glaciation)的起止時間相吻合(0.13-0.3百萬年前),表明在該冰期對於喜馬拉雅類群的擴散及基因交流有著重要的影響。最後該研究還重建了金絲猴屬四個物種有效種群大小(Ne)的曆史波動且存在明顯不同,即川金絲猴種群曆史中曾經曆了兩次種群擴張和兩次瓶頸現象而其他三種金絲猴自從分化後一直處於種群數量下降過程中 

  研究結果於112Research Article(封麵文章)在線發表在Nature Genetics上。必威精装版app西汉姆联 的周旭明博士和王博石博士以及諾禾致源基因組研究成員潘琪為論文的共同第一作者,必威精装版app西汉姆联 李明研究員和諾禾致源李瑞強博士為論文共同通訊作者。該項研究得到了科技部支撐項目(2013BAD03B02)、國家自然科學基金項目(31270420, 41371071, 31372185, 31130061)中國科學院生命科學領域優秀青年科技專項(KSCX2-EW-Q-7-2)的支持和資助。  

  文章鏈接 http://www.nature.com/ng/journal/vaop/ncurrent/full/ng.3137.html 

關於我們
聯係我們
地  址:北京市朝陽區北辰西路1號院5號
郵  編:100101
電子郵件:ioz@ioz.ac.cn
電  話:+86-10-64807098
傳  真:+86-10-64807099
友情鏈接
Baidu
map