改善猿基因组装配给人类进化的见解

新的、更高质量的类人猿基因组的组装生成现在已经没有人类的指导参考基因组。努力减少“人性化”发现偏见在类人猿基因组提供了一个清晰的遗传差异,出现了作为人类和其他灵长类动物不同。

在6月8日的科学杂志上,研究者们报告改进的猩猩和黑猩猩基因组从零开始使用读PacBio测序和远程映射技术。高度连续,新组装基因组呈现出更好的资源新基因的发现和高分辨率比较基因组学在类人猿。

多项目,包括40多12个研究中心,科学家们是由泽n . Kronenberg和艾凡为霍华德·休斯医学研究所研究员基因组科学学系的华盛顿大学医学院的。Kronenberg现在是一个高级的计算生物学家在基因组学阶段。

科学家们注意到,许多人类和其他猿类之间的遗传差异并不承认当他们的基因组是第一次相比。领域的快速结构变化在那些早期草案基因组装配仍然是模糊的。这使他们很难比较和有限的发现功能差异区分人类从其他类人猿。

通过耦合读与混合基因组序列组装支架的方法,研究人员解决了大部分的缝隙猿基因组。这些差距包含基因,现在正确地在新的基因组注释。为了更好地理解基因结构,作者补充这一努力通过测序超过500000全长基因从每个物种。

最新的调查提供了最全面的目录得到或者失去的遗传变异在不同的猿血统。其中一些变异如何影响人类和类人猿之间的基因差异表达。

研究人员检查了可能的影响的一些基因变异和基因的功能监管机构等领域人类和类人猿的饮食差异,解剖学和大脑的形成。

研究小组的比较分析人类和类人猿的基因组还包括大猩猩大会,一个新的非洲人类基因组的组装,人类单倍体hydatidform摩尔组装。(因为它们包含只有一半的人类染色体配对,这些珍贵的人类生长的研究帮助分辨相似的重复基因。)所有的基因组测序和组装使用相同的过程。

此外,研究人员研究了大脑瀑样——培育组织诱导干细胞的猿和人类和器官部分形成一个简化版本。这些大脑代理检查来了解基因表达的差异在大脑发育在人类和黑猩猩可能占黑猩猩的脑容量小,小于人类大脑体积的三倍。也有显著的差异在人类和黑猩猩的大脑皮质结构。

研究人员观察到某些基因的瀑样,尤其是径向神经胶质细胞的祖细胞就像神经元,抑制在人类与黑猩猩相比。这些基因更有可能丢失的DNA片段特别重要的调节他们的表达在人类分支。

科学家们说,这一发现是一致的“少即是多”假说已经在1990年代提出的华盛顿大学医学院基因组科学梅纳德·奥尔森教授和他的同事。假设提出的功能元素的损失导致人类进化的关键方面。

另一方面,某些人类基因似乎与老年病的神经祖细胞和神经元兴奋性神经系统。这些基因更有可能获得额外的副本在人类物种,与其他类人猿相比,通过基因重复的过程。

研究人员说,他们最近发现符合先前的研究表明,基因组的共同祖先血统非洲类人猿可能经历了一个膨胀节段重复1000万多年前。这些重复的部分类人猿基因组的遗传密码可能特别容易缺失和重复事件,从而加快速度突变的主要后果,帮助推动猿物种的进化。

其他发现报道在这个科学论文来源于化石病毒的起源,进行调查

类似于今天的逆转录病毒,被认为是目前基因组中所有非洲猿的共同祖先。高质量的序列有助于识别”中的来源,”黑猩猩和大猩猩。现代黑猩猩和大猩猩携带数以百计的中的逆转录病毒插入似乎起源于这个从未在人类基因组来源。“源中的”是在早期的草案的基因组被忽视,因为它映射到repeat-rich缺口。

在这个项目的其他方面,大猩猩和人类基因组的比较总成附近发现了一个新的大猩猩序列反演的一个重要基因控制阴茎脊椎形态,人类所缺乏的。这些小,皮肤表面碰撞发生在猿和其他哺乳动物。

人类也经历了一些基因的删除参与脂肪酸的合成。新陈代谢与饮食相关的一些基因变化被确定在这个项目。这些可能扮演了一个角色相关的类人猿物种的进化。类人猿的饮食范围从保持严格的素食主义者吃任何东西。

这方面的研究人员预测,更先进,远程测序和映射技术,甚至再读书测序,将有助于增加知识的进化旅程类人猿和人类祖先。科学家们警告说,猿猴基因组和他们的工作还没有完成,因为基因组总成失踪其他更大、更复杂的结构变化,但不能组装。

说:“我们的目标为,“猿是生成多个基因组和人类基因组一样高质量。只有这样我们能够真正理解的“使我们成为唯一的人类的遗传差异。

这篇文章被转载材料提供的华盛顿大学。注:材料可能是长度和内容的编辑。为进一步的信息,请联系引用源。

参考:Kronenberg z N。Fiddes, i T。,戈登,D。Murali年代。、Cantsilieris年代。安德森,o年代。,…为,e . e . (2018)。高分辨率的类人猿的基因组进行比较分析。科学,360 (6393),eaar6343。https://doi.org/10.1126/science.aar6343