苏州大学Genome Biology：聚焦基因组中的新基因

　　

生物通报道  来自苏州大学、芝加哥大学的研究人员在新研究中，调查了人类和小鼠基因组中新基因驱动基因间相互作用（GGI）网络的速度及模式。这项研究发布在近期的《基因组生物学》（Genome Biology）杂志上。

苏州大学的沈百荣（Bairong Shen）教授及芝加哥大学遗传与进化系终身教授龙漫远(Manyuan Long)是这篇论文的共同通讯作者。

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新基因为生物体创造了遗传和表型多样性，往往是重要的生物学过程和结构中一些谱系特异性或物种特异性元件的遗传基础。一些生物学特征主要是通过细胞元件间复杂的互作而产生，新基因不可避免地被整合到祖先基因间相互作用(GGI)网络中并重塑这一网络来获取它们相应的生物学功能。近期，一些个案研究证实，在果蝇、芽殖酵母和植物中个别新基因可以参与到局部祖先GGI网络中获得重要的功能。但目前对于新基因整合到祖先网络中去的机制及它们的进化意义还不是很清楚（延伸阅读：上海交大张大兵Cell子刊：新基因从何而来？）。

在新研究中，研究人员探讨了在人类及小鼠基因组中新基因驱动GGI网络进化的速度和模式。通过构建及分析三个不同的GGI数据集，他们调查了起源于人类和小鼠谱系不同阶段的新基因的网络拓扑结构及功能进化。他们发现大量新基因是在脊椎动物进化过程中整合到GGI网络中。这些基因经历了逐步整合过程进入到GGI网络中，一开始在网络的边缘，逐渐变为高度连接的中枢，获得多效及基本的功能，最后，他们探讨了驱动这一GGI网络进化的潜在机制及观察到的新基因整合过程的模式。

新研究揭示出了新基因逐步整合到祖先GGI网络中一个非稳健但快速的进化过程。他们鉴别出了一些特异性存在于人类基因组中的年轻基因进化为GGI网络的中枢，在脑发育中生成了重要的表型效应。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

New genes drive the evolution of gene interaction networks in the human and mouse genomes

The origin of new genes with novel functions creates genetic and phenotypic diversity in organisms. To acquire functional roles, new genes must integrate into ancestral gene-gene interaction (GGI) networks. The mechanisms by which new genes are integrated into ancestral networks, and their evolutionary significance, are yet to be characterized. Herein, we present a study investigating the rates and patterns of new gene-driven evolution of GGI networks in the human and mouse genomes.

作者简介：

沈百荣

1997年毕业(博士)于复旦大学化学系; 1999年5月任复旦大学化学系副教授;2000年在芬兰坦佩雷大学转向生物信息学研究； 2004年1月任芬兰坦佩雷大学生物信息学助理教授/副教授；2005年起任同济大学生命科学院生物信息学教授，博士生指导老师;2008年夏全职回国任苏州大学系统生物学中心特聘教授，主任,兼任苏州大学生命科学院生物信息学系主任。现兼任中国运筹学会计算系统生物学分会副理事长；中国生物化学与分子生物学会分子系统生物学专业委员会委员；中国细胞生物学学会功能基因组信息学与系统生物学分会委员；国家面上基金和重大项目评审专家等。

研究领域
1. 高通量数据分析在癌症系统中的应用及疾病的生物网络标志物发现
2. 疾病相关的重要生物网络的系统生物学模拟
3. microRNA的生物信息学研究
4. 疾病相关蛋白质变异数据库和蛋白质功能位点分析

龙漫远

美国芝加哥大学遗传与进化系终身教授，主要从事生物信息学和计算系统生物学研究，并受聘于北京大学为长江讲座教授，现任国际分子和进化生物学协会秘书长。 龙漫远教授在基因组演化研究方面有很深的造诣，特别是在新基因的起源、性基因的演化等研究领域取得了多项突破性成果，在Science，Nature，Nature Genetics，Nature Rev Genet，Cell，Genome Research，PNAS等发表论文30多篇文章，在重要专业杂志和书刊Mol Biol Evol，J Mol Evol，Genetics，Curr Opin Genet Develop，上发表文章40多篇，主编了荷兰出版的《当代遗传与进化重要问题》第十卷“新基因功能的起源与进化”。研究成果被美国和欧洲主要进化遗传领域教科书写成重要内容。美国和欧洲许多报刊或新闻网站以多种文字报道了这些发现。