张亚平院士发表国际著名刊物文章 解析关键基因

　　

生物通报道：来自中国科学院昆明动物研究所的研究人员通过进化基因组学的方法对该基因超家族进行了系统地研究，发现了信息素受体基因家族是迄今为止哺乳动物基因家族基因数目差异倍数最大的基因家族；并提出动物适应环境可以反映在基因数目变异上的假说。这一研究成果公布在国际著名刊物《Genome Biology Evolution》上。

领导这一研究的是中国科学院昆明动物研究所张亚平院士和“****”入选者施鹏研究员，前者2003年37岁时被评选为院士，是当年最年轻院士。曾获中国青年科学家奖，中国青年科技奖、香港求是科技基金会杰出青年学者奖，何梁何利基金科学与技术进步等奖。

通过位于犁鼻器中的信息素一型受体，哺乳动物可以感受来自物种内其他个体所传递的信息，从而引起种内不同成员之间社会和性的行为。信息素一型受体是由V1R基因超家族编码的。

在过去几年中，中国科学院昆明动物研究所张亚平院士和“****”入选者施鹏研究员等研究人员通过进化基因组学的方法对该基因超家族进行了系统地研究，发现了信息素受体基因家族是迄今为止哺乳动物基因家族基因数目差异倍数最大的基因家族；并提出动物适应环境可以反映在基因数目变异上的假说。

为了进一步探讨V1R基因家族的进化与动物环境和行为的关系，该研究团队通过整合微观的基因组数据和宏观的动物行为数据，对处于不同生态环境下及具有不同行为的哺乳动物V1R基因家族进行研究。王国栋博士等研究人员详细分析了32种陆生哺乳动物的V1R基因家族大小和两种环境因子：活动空间和生物节律之间的关系。其中活动空间包括包括穴居行为和开放居住行为，生物节律包括夜行行为和昼行行为。

研究结果发现，这两个环境因子与V1R基因家族大小有显著的相关性：一是与开放居住的哺乳动物相比，穴居哺乳动物拥有更多的V1R基因；二是与昼行哺乳动物相比，夜行哺乳动物拥有更多的V1R基因。进一步的分子进化分析表明，在夜行和穴居哺乳动物的V1R基因中发生的快速基因产生和氨基酸替代加速很可能是对夜行和狭窄环境的适应。信息素受体V1R基因家族的大小是一个很好的研究环境与动物基因组，是环境因子和感觉系统分子进化历史的指示器，值得进一步深入研究。

（生物通：万纹）

原文摘要：

More functional V1R genes occur in nest-living and nocturnal terricolous mammals

Size of the V1R gene repertoire may be a good indicator for examining the relationship between animal genomes and their environmental niche specialization, especially the relationship between ecological factors and the molecular evolutionary history of the sensory system. Recently, Young et al. (2009) concluded that no single ecological factor could explain the extreme variability of the V1R gene repertoire in mammalian genomes. In contrast, we found a significant positive correlation between the size and percentage of intact V1R genes in 32 species that represent the phylogenetic diversity of terricolous mammals and two ecological factors: spatial activity and rhythm activity. Nest-living species possessed a greater number of intact V1R genes than open-living species, and nocturnal terricolous mammals tended to possess more intact V1R genes than did diurnal species. Moreover, our analysis reveals that the evolutionary mechanisms underlying these observations likely resulted from the rapid gene birth and accelerated amino acid substitutions in nest-living and nocturnal mammals, likely a functional requirement for exploiting narrow, dark environments. Taken together, these results reveal how adaptation to divergent circadian rhythms and spatial activity were manifested at the genomic scale. Size of the V1R gene family might have indicated how this gene family adapts to ecological factors.

作者简介：

张亚平

院士，中共党员，理学博士，研究员，博士生导师。1991年在中科院昆明动物研究所获博士学位，1992－1995年初在美国圣地亚哥动物协会做博士后研究，1995年回国任研究员，现任中国科学院昆明动物研究所所长，中国遗传学会动物遗传专业委员会主任；《Cell Research》、《自然科学进展》、《遗传学报》、《科学通报》、《动物学报》、《生物多样性》、《动物学研究》等刊物编委。

他的研究小组主要从事进化基因组和基因组多样性研究,建立了广泛稳定的国际合作关系。他和合作者对哺乳动物重要类群的演化开展了系统深入的研究，澄清了一些类群系统与演化中的一些重要问题；在建立了东亚人群mtDNA单倍型类群的系统发育关系及基础上，探讨了东亚特别是中华民族的源流和人群的迁移与分化，提出了一些新观点；在我国系统研究了一些濒危动物和主要家养动物的遗传多样性；发现我国南方及周边地区是家养动物驯化的重要区域，证明遗传多样性的贫乏与物种濒危之间没有必然的对应关系；在脊椎动物中首次证明了微进化时间范围DNA进化速度有显著差异的现象，说明使用分子钟时应特别谨慎；深入开展了基因的起源进化和生物适应进化机制的研究，揭示了食物适应的一些遗传机制。1995年回国以来，在《Nature》、《Science》、《PNAS》、《Nature Genetics》、《American Journal of Human Genetics》等国际著名SCI刊物发表了一批论文，他们的论文已被引用约800次。因为在分子进化与遗传多样性方面的重要贡献，2002年荣获在美国颁发的国际大奖"Biodiversity Leadership Awards"，成为第一位获此殊荣的亚洲学者。他还先后获得过中国青年科学家奖、中国青年科技奖等奖励。 2001年入选国家创新研究群体。他与美国、日本等国的多个实验室有长期的合作关系，并联合培养研究生。已招收培养了一批博士和硕士研究生。

目前主持在研若干项国家和省部级项目，包括国家自然科学基金委创新研究小组项目"分子进化与进化基因组" （３６０万），中国科学院重要方向研究项目"动物的种群遗传及其与生态适应的关系" （３００万）等重大项目。