《科学》:基因组数据再分析解开死亡基因之谜

【字体: 时间:2007年10月23日 来源:生物通

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  到目前为止,科学家已经积累了大量的基因组数据“矿藏”。而那些被忽略的数据则可能揭示出非比寻常的重要信息。现在,美国能源部联合基因组研究所(DOE JGI)进行的一项对大量微生物基因组序列数据的系统性的再次分析正是这样的一个绝佳例子。 这项研究鉴定出了杀死了测序过程中使用的细菌的基因。该研究还给出了发现新抗生素的可能策略。这项研究的发现刊登在10月19日的《科学》杂志上。

  

生物通报道:到目前为止,科学家已经积累了大量的基因组数据“矿藏”。而那些被忽略的数据则可能揭示出非比寻常的重要信息。现在,美国能源部联合基因组研究所(DOE JGI)进行的一项对大量微生物基因组序列数据的系统性的再次分析正是这样的一个绝佳例子。

 

这项研究鉴定出了杀死了测序过程中使用的细菌的基因。该研究还给出了发现新抗生素的可能策略。这项研究的发现刊登在10月19日的《科学》杂志上。

 

在自然界中,各种混杂的微生物很容易分享遗传信息,因此使得利用基因来推断它们在“生命树”上的位置变得非常困难。现在,DOE JGI的研究人员通过鉴定出杀死传递的受体细菌的基因而无需考量细菌捐体(bacterial donor)类型的方法解决了这些障碍。这些致死性基因还为构建系统演化树(证实生物体间进化关系的方法)提供了更好的参考点。

 

研究人员表示,在测序一个基因组时,永远都不能一下子就构建出完整的基因组。通常在组装过程中会有一些“缺口”。测序过程复杂而又花费昂贵,人们不得不进一步这些缺口并解开这些疑惑。这项新研究则是了解缺口发生的一个重大突破——一些基因不能被转移到大肠杆菌中,因为它们会杀死大肠杆菌。

 

研究人员对80个不同的基因中的超过90亿个核苷酸进行筛选并估计缺口。他们发现相同的基因一次又一次造成这种“缺口”,即它们不能被转移到大肠杆菌中。

 

随着技术的进步,越来越多的物种完成了基因组的测序,与此同时累积大量的数据。而如果利用这些数据探索生命奥秘、造福人类健康则是我们面临的更为艰巨的任务。

 

日前,自美、加、中、日、英以及尼日利亚六国的研究人员组成的国际人类基因组单体型图谱协会(International HapMap Consortium)在10月18日出版的《自然》杂志上发表了两篇论文,宣告第二代人类遗传变异单体型图(Phase II HapMap)正式出炉,第一阶段的人类遗传变异图谱于2005年底公布。这张图谱上的基因标记数量约为前一图谱的三倍。该成果将为常见人类疾病研究注入强大动力,同时也有望带来更多关于环境因素塑造人类基因组的认识。

 

获得第二代人类遗传变异单体型图所利用的DNA样本与第一代图完全相同,它们来自世界各地不同人种的270个血液样本。国际单体型图谱协会在论文中指出,第二代单体型图共包括310万个遗传变异,即单核苷酸多态性(SNP),这大约占研究样本共同遗传变异的25%—35%。分辨率更高的遗传变异图谱必定会为科学家利用全基因组关联分析(GWA)进行疾病遗传研究提供更为精确的目标。

 

新的遗传图谱的另一个重要作用是揭示人类进化过程中发生的遗传变异以及具体结构。对比研究显示,每个人种大约10%—30%的同源DNA延伸片断具有共同特征,这表明他们源自同一祖先。同时,新的图谱还让研究人员更精确量化了不同种类人类基因的打乱和重组。

 

研究人员发现,与细胞表面或外部功能相关的蛋白编码基因重组速率较快,尤其是与机体免疫系统相关的基因,它们具有最快的重组速率,比最慢的基因重组速率快6倍。新的图谱还可以帮助确定人类在最近的一段历史中所发生的关键变异。利用新图谱,麻省理工和哈佛大学Broad研究所的研究人员从人类基因组中确定了数百种最新的正向自然选择的痕迹。(生物通雪花)
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