Nature重要成果:深入解析狗基因组

【字体: 时间:2013年01月25日 来源:生物通

编辑推荐:

  通过比较狗和狼的全基因组,来自乌普萨拉大学的研究人员揭示,在野生犬进化为人类最好的朋友这一过程中发生了许多的改变。不出所料的是,这些差异性区域有许多都影响了大脑,这或许可以解释狼与狗之间的性情差异。此外,这一比较研究还指出了几个与消化相关的区域,包括帮助分解淀粉的基因。

  

生物通报道  通过比较狗和狼的全基因组,来自乌普萨拉大学的研究人员揭示,在野生犬进化为人类最好的朋友这一过程中发生了许多的改变。不出所料的是,这些差异性区域有许多都影响了大脑,这或许可以解释狼与狗之间的性情差异。此外,这一比较研究还指出了几个与消化相关的区域,包括帮助分解淀粉的基因。研究论文发表在《自然》(Nature)杂志上。

“这项研究支持了这样一种观点:原始犬(proto-dog)依赖于农业革命的食物副产品——残羹剩饭进化出了新的消化适应,”杜克大学从事动物驯化研究的Brian Hare(未参与该研究)说。

以色列化石及遗传研究将狗的驯化时期确定为大约1万年前,与农业革命时期相吻合,那时人类从游牧狩猎者转变为在定居点耕作及生活。一些科学家们认为,狼被吸引到了这些早期定居点的垃圾场,以蔬菜和谷类植物剩饭菜为食。“通过找到人类,食用人类的剩饭剩菜,狗有可能进行了自我驯化,”新研究的领导者、乌普萨拉大学Kerstin Lindblad-Toh说。

2005年,Lindblad-Toh领导研究小组发布了完整的家犬基因组。在这个项目完成后,她转向研究我们狗伙伴的进化史。“尽管许多研究都调查了狗驯化的时间和地点,却少有人在基因组水平上开展研究了解其发生过程,”她说。

Lindblad-Toh和Erik Axelsson一起对来自世界各地的12条狼,以及代表14个不同品种的60只狗进行了全基因组测序。他们通过寻找狗与狼之间显示最大差异的序列,或在犬种中保持一致而在狼中存在差异的序列,搜查了进化标记。

研究小组最终拿出了一个包含36个区域,总共122个基因的名单。其中一半的区域包含脑基因。“这并不奇怪,”Lindblad-Toh说。与狼相比,狗的攻击性小,更合群,能够更好地理解我们的行为信息。

其中有6个区域,10个基因与脂肪和淀粉消化相关。具体来说,狗携带了额外拷贝的淀粉酶基因,相比于狼同类,它们现在生成这种蛋白的量要多28倍。此外,狗生成的麦芽糖酶-葡糖淀粉酶要多12倍,这是因为该酶基因发生了数个突变。第三种基因SGLT1突变提高了肠道糖吸收蛋白的功能。

“他们生成了非常令人信服的数据,表明淀粉消化与狗的进化相关,”加州大学戴维斯分校Ben Sacks(未参与该研究)说。有趣的是,观察到的一些狗消化改变与人类平行。当我们从打猎和采摘浆果向耕种谷物和蔬菜转变时,我们也复制了我们的淀粉酶基因,其中一些是对富含淀粉型饮食的一种适应。

(生物通:何嫱)

生物通推荐原文摘要:

The genomic signature of dog domestication reveals adaptation to a starch-rich diet

The domestication of dogs was an important episode in the development of human civilization. The precise timing and location of this event is debated1, 2, 3, 4, 5 and little is known about the genetic changes that accompanied the transformation of ancient wolves into domestic dogs. Here we conduct whole-genome resequencing of dogs and wolves to identify 3.8 million genetic variants used to identify 36 genomic regions that probably represent targets for selection during dog domestication. Nineteen of these regions contain genes important in brain function, eight of which belong to nervous system development pathways and potentially underlie behavioural changes central to dog domestication6. Ten genes with key roles in starch digestion and fat metabolism also show signals of selection. We identify candidate mutations in key genes and provide functional support for an increased starch digestion in dogs relative to wolves. Our results indicate that novel adaptations allowing the early ancestors of modern dogs to thrive on a diet rich in starch, relative to the carnivorous diet of wolves, constituted a crucial step in the early domestication of dogs.

 

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 搜索
  • 国际
  • 国内
  • 人物
  • 产业
  • 热点
  • 科普
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号