大规模基因组计划揭示世界上最著名的雪橇狗的隐藏细节

　　

1925年，一只名叫巴尔托（Balto）的雪橇犬冒着狂风、暴风雪和裂开的河冰，将救生血清带到一个被白喉袭击的阿拉斯加小镇，成为全世界的头条新闻。（尽管另一只雪橇狗，Togo，可能应该得到大部分荣誉，Balto仍是最著名的）

研究人员从Balto的填充物、褪色的尸体下腹部提取的DNA中，拼凑出一张更完整的照片。在数百个新测序的基因组和一个广泛的狗DNA数据库的帮助下，他们能够收集到有关“Balto”的大小、外观和耐力的详细信息，而这些信息是在这只著名犬的历史照片中没有捕捉到的。

今天报道的《Science》和其他10篇关于称为Zoonomia的大规模测序工作的论文一起将许多精确测序的基因组归档。在Zoonomia项目中，来自世界各地的研究人员获取并比较了240种胎盘哺乳动物的完整DNA序列，从小型大黄蜂蝙蝠到巨鲸，然后匹配所有基因组，以查看所有这些哺乳动物的DNA是相同的还是保守的。这种保守的DNA揭示了哺乳动物生存的关键基因，因为有害的变异不太可能被传下来。

加州大学圣克鲁斯分校的古遗传学家、Zoonomia合作者Beth Shapiro表示：“我们可以了解物种如何分化和适应的令人兴奋的事情。”Shapiro和她的博士后Katie Moon也想知道这一新资源能揭示出关于个人的什么。因此，他们从一个铅笔橡皮擦大小的组织样本中对DNA进行了测序，该样本取自100年前在克利夫兰自然历史博物馆展出的Balto填充物的晒黑腹部。

Colossal Biosciences的遗传学家Kathleen Morrill希望了解Balto的保守DNA与Zoonomia数据集中其他物种的DNA匹配程度。她还将他的DNA与600多个不同品种的狼、郊狼和狗的基因组进行了比较。其中包括现代雪橇犬品种，如西伯利亚哈士奇犬，格陵兰地区身体和基因更为隔离的雪橇犬，以及“乡村犬”，即生活在非洲、南美和亚洲的无主犬只，占世界犬只的80%。

根据Balto的DNA，他们确定他是一只相对较小的雪橇犬。肩长55厘米，比大多数西伯利亚哈士奇犬和阿拉斯加雪橇犬都小，雪橇犬后来被公认为美国养犬俱乐部的品种。他们还预测，Balto会有一层双层的黑色皮毛，上面缠绕着棕褐色；现代雪橇犬往往只有一层。所有这些都与这只狗的实际外貌相符，并进一步澄清了它的真实外貌。“这是我从未想过的可能。”团队还确定Balto有一些有助于消化淀粉的基因-这是一项有益的创新，有助于与人相处，但数量不及现代犬种。此外，他还拥有对发育强健骨骼、肌肉和关节非常重要的基因，这些基因使他即使在严冬也能拉雪橇这么长距离。

但Balto的基因组为今天的爱狗人士传达了一个清醒的信息。作为不同品种狗世代交配的产物，Balto和他的同龄狗比现代犬种远为落后，遗传变异更多，有害基因更少。Balto的一套健康发育基因能够对一些犬种中常见的髋关节和其他骨骼问题进行基因测试；它也可以指导繁殖者将这些有益的基因引入他们的狗。

在一个单独报告圣地亚哥动物园的母组织圣地亚哥野生动物联盟的保育遗传学家Aryn Wilder、Shapiro和他们的同事计算了每个Zoonomia基因组中保守区域的变化，并研究了每个物种是否具有不同版本的不同基因。前者反映了有害突变的数量；后者为物种的遗传变异提供了线索。许多变异有助于物种对诸如气候变化或栖息地丧失等压力源更具弹性。

Wilder编写了一个计算机程序，利用这个信息和从基因组中收集到的其他信息，例如古代种群数量，来预测该物种濒危的可能性。然后，研究人员将这些预测与国际自然保护联盟（IUCN）指定的物种状态进行了比较。该小组今天报告称，计算机的预测与这些名称非常吻合。在IUCN没有足够数据来确定其地位的240个物种中，有三个物种：中东盲鼹鼠(Nannospalax galili)，虎鲸(Orcinus orca)和爪哇鼠鹿(Tragulus javanicus)。在这些物种中，虎鲸面临的风险最大，应该比其他两种更优先进行进一步评估。与帮助研究人员评估物种是否处于困境的有关种群规模、范围和其他生态因素的数据相比，获取单个基因组可能更容易。而现在我们已经到了可以利用单个基因组来说明威胁的确切程度的地步。

NHGRI的古遗传学家Tatiana Feuerborn表示，这些研究只是Zoomania使用的开始。“它们将是未来研究的一个惊人资源。”

牛津大学（University of Oxford）的进化遗传学家Greger Larson表示，他没有参与这项研究。该项目将使科学家能够更好地评估基于单个基因组的物种的外观、生理学，甚至可能是保护状态。预测能力令人震惊。