基因组研究多项最新进展

　　

生物通报道：进入3月，来自国内外的科研人员在基因组研究领域获得了多项令人注目的成果，并且展现出了后基因组时代的基因组研究的一些热点和动向。

 

鸡基因组与禽疫苗

鸡基因组的测序不久将可能回报农业行业的人，因为研究人员正在利用这个序列开发一种能够帮助战胜家禽疾病的疫苗。

密歇根州大学、Delaware大学和得克萨斯A&M大学的研究人员正在鉴定于MDV（Marek’s disease）相关基因。MDV是一种高传染性的病毒疾病，每年造成全世界禽类产业损失10亿美元。

 USDA表示，有关病毒和小鸡基因之间相互作用的新信息被用于研发能够确定哪个小鸡基因在病毒感染时被表达或修饰的方法。

 小鸡的MIP-1基因已经被克隆，用于协助研制出病毒疫苗。这项疫苗研究将会继续进行基因沉默和遗传标记物的分析，而这些信息则能够提高家禽对Marek病的抗性。

 鸡基因组的分析结果在2004年年底被公布，结果表明大约有60％的蛋白质编码基因在人类中有对应体。

 从2001年起，密歇根大学就从USDA获得160万美元的经费用于进行Marek病预防研究项目。

 目前，这项研究研制并检测了含有超过13000个独特的表达序列标记、大约8000个细菌人工染色体和900个基因标记的芯片。

国际大熊猫基因组计划启动

由中国科学家发起，加拿大、英国、美国、丹麦等国科学家联合参与的国际“大熊猫基因组研究”项目６日正式启动。 

 该项目由来自深圳华大基因研究院、中国科学院昆明动物研究所、中国科学院动物研究所、成都大熊猫繁育研究基地、中国保护大熊猫研究中心以及其他国内外的科学家共同发起并承担，得到了政府和企业的大力支持。这一计划的近期目标是在半年之内，完成大熊猫基因组的序列框架图。

研究人员表示，“国际大熊猫基因组计划”所产生的大熊猫基因组信息，将会对大熊猫的生态到进化等众多科研领域产生深远的影响，为人们深入了解大熊猫这一特殊物种提供重要的遗传学和生物学基础，尤其有助于科学家研究其特殊的环境适应能力及其进化的分子机制。

大熊猫的基因组与人的基因组大小基本相当，大约为3GB，可能包含2至3万个基因。据介绍，用于该项目研究的大熊猫将来自成都大熊猫繁育研究基地和中国保护大熊猫研究中心。  

 深圳华大基因研究院负责序列组装分析的朱红梅博士称，大熊猫基因组的框架图将会在半年之内完成，该项目除产生高通量的基因组序列外，还将进一步调查大熊猫种群的遗传变异性；随后完成的大熊猫基因组的精细图以及转录组学的研究将会提供海量的信息，以揭示该物种目前以及过去的状况，包括历史种群大小、目前的近交水平、对基因流的精确估计以及在两个不同山系大熊猫种群间过去的连接状况等等。  

参与该项目的机构还包括：中国科学院北京基因组研究所、北京华大基因研究中心、杭州华大基因研发中心、加拿大阿尔伯达大学、英国加的夫大学、复旦大学、四川大学、东南大学、中山大学、美国加利福尼亚大学、丹麦哥本哈根大学、香港大学、美国华盛顿大学、世界自然基金会中国分会等。

宏基因组与基因表达研究

研究海洋微生物的科研人员开发出一种联合基因表达分析和宏基因组（metagenomics）的方法。

 来自美国麻省理工和宾夕法尼亚州大学的研究人员通过联合使用RNA扩增和新一代测序技术，分校了一个海洋微生物群落的基因表达和宏基因组。这项研究的结果发表在近日的《PNAS》杂志上。该研究不但证实了一些之前的发现，而且获得了一些意外发现——包括广泛表达的未知或假设基因。

 研究人员对北太平洋的一个整体的群落进行了研究。为了增加可检测到的基因数量，他们利用RNA扩增方法来增加他们的总信号。

 接着，研究人员利用测序仪捕捉了cDNA和基因组DNA。通过比较序列，他们还分析了序列多样性情况。为了验证他们的结果，他们还使用RT-qPCR和qPCR进行研究。

 他们的分析发现了大量的与光合作用、碳固定合氮获得有关的基因。有趣的是，他们发现编码一种光活行色素的基因尤其丰富。

“宏基因组（Metagenome）”是由Handelsman等1998年提出的新名词，其定义为“the genomes of the total microbiota found in nature”，即生境中全部微小生物遗传物质的总和，目前主要指环境样品中的细菌和真菌的基因组总和。宏基因组文库既包含了可培养的又包含了未能培养的微生物基因，避开了微生物分离培养的问题，极大地扩展了微生物资源的利用空间。

 宏基因组是特定环境或共生体内所有生物遗传物质的总和，是一种不依赖于人工培养的微生物基因组分析技术。宏基因组方法很大程度上依赖于提取DNA的纯度，大片段DNA的成功克隆也是宏基因组方法的关键。

迄今最大真菌基因组序列暗示树木关系

一个国际研究队伍测序了迄今为止最大的真菌基因组，并揭示出真菌与树木寄主的共生关系背后的遗传学信息。

 来自法国农业研究院、美国能源部联合基因组研究所和其他几个机构的研究人员测序了一种叫做Laccaria bicolor（二色蜡蘑）的真菌，它与一些树木具有共生关系。这项研究的结果发表在本周的《自然》杂志上。研究揭示出一个具有许多之前在真菌种未见过的特征的复杂基因组。他们还对这种真菌从寄主吸收营养而不伤害寄主的方式有了新的了解。

 树根和土壤真菌常常在地下联合起来，即菌根共生，对双方都有益。总的来说，这些“好”真菌能够帮助树木吸收不足的养料，如磷酸盐和硝酸盐。它们还保护树根不受微生物侵害，而树根则为真菌提供碳。大约85％的树依赖于某种形式的根菌共生。

 在这项研究中，研究人员对二色蜡蘑进行了研究，这种真菌常常与白杨建立共生关系。

 他们测序了二色蜡蘑基因组的650万个碱基对。研究人员鉴定出了大约20000个蛋白质编码基因。一些基因似乎在蛋白质相互作用和信号转导等过程中起作用，而另外一些的功能还不清楚。

 研究人员推测，他们鉴定出的许多属于之前为止的基因家族的基因可能是了解这种真菌与树木共生关系的关键所在。二色蜡蘑也具有能够降解寄生微生物细胞壁的水解酶，但是缺少许多能够降解树木细胞壁的纤维素酶。这意味着这种真菌能够帮助植物抵御有害微生物的侵袭。

研究组还惊讶地发现了大量的专座因子，大约占到整个基因组的21％。因为这种具有跳跃能力的短重复序列在真菌基因组中相当比较罕见，因此这项测序令人很意外。而这种序列也使测序过程变得更为复杂。

将来，研究人员希望能够测序更多的共生体并比较它们的基因组与病原真菌的差异，从而希望找到与最有用的真菌共生体相关的遗传标记。如果能够做到这些，那么将能够帮助研究人员更好地了解树木和好的真菌交流和相互作用的方式。而且，这些工作还能够确定最有潜力促进树木生长的天然共生体。