為什麼我們序列基因組
我們身體的每個部位和細胞的每個動作都由構成我們DNA的十億個鹼基對精緻控制。這些核苷酸是基因的基礎,這是將我們細胞轉化為蛋白質的信息的基因組的一部分。
自第一個基因格雷戈爾·孟德爾(Gregor Mendel)在1860年代提出,科學家一直在尋找解碼方法,以找出該代碼如何創建最終產品:生物體。該生物可以是生存,再現和傳播基因組的動物,植物,病毒或細菌。揭示秘密鎖定在每個物種的基因組中,將教導研究人員如何利用基因的力量,從裸露摩爾速率的壽命和猩猩的脂肪加工能力。
已經測序了數十種動物,植物和微生物基因組。這是Livescience最喜歡的10個基因組項目。
養牛
瘙癢,吃一片牛肉片?不過是牛的基因組。在2009年進行了測序之後,對牛基因的分析可能會導致更高的牛奶和更好的牛肉,並講述了一個有趣的故事,講述了人類的馴化如何影響曾經野生動物的演變。
分析牛的22,000個基因還表明,儘管我們的人類與囓齒動物的關係比與奶牛更緊密相關,但就家譜而言,我們的基因組更像牛的基因組,因為囓齒動物的壽命很小,需要他們在更快的時間範圍內擁有更多的嬰兒,從而加速進化。
奶牛還具有許多額外的免疫系統基因,這些基因可以抵禦生活在多餘的胃中的病原體。對其他品種的分析還確定,牛表現出特定的遺傳變化模式,具體取決於它們是肉類還是牛奶的品種。
第一個兩棲動物,非洲爪青蛙
第一個要測序的兩棲基因組屬於青蛙Xenopus tropicalis,粘稠的圓形兩棲動物,也稱為非洲爪蛙。基因組研究使研究人員能夠將哺乳動物的基因與兩棲動物的基因進行比較基因保持不變自從哺乳動物和兩棲動物分開3.3億年前,這已經改變了,這指出了所有復雜生命所需的重要基因,包括涉及心臟和肺部的基因。
美味的火雞
火雞基因組於2010年11月發表在《 PLOS One》雜誌上,正好趕上感恩節餐!這土耳其以11億對底座成對,大約是人類基因組大小的三分之一,並且與其親戚雞肉非常相似,其基因組於2004年完成。
根據研究人員的說法,這項工作可以通過更好地了解土耳其的肌肉和口味,並可以幫助農民改善疾病的抵抗和治療,從而導致更健康,更健康的鳥類。
我們的堂兄猩猩
2011年《自然》雜誌上的一項研究發布了德克薩斯動物園的猩猩蘇西(及其五個野生弟兄)的基因。這些基因表明,猩猩的發展速度比黑猩猩和人類慢得多。它們的基因變化的頻率要少得多。這可能意味著黑猩猩和人類自從將其與其他靈長類動物分離以來,已經加速了它們的演變。
猩猩在一個方面正在發展:它們的脂肪崩潰分子的變化比預期的要快。這可能就是為什麼他們更好地利用自己的能量。
刺,無骨海膽
人類的進化表弟,刺但無骨的海膽,獲得了2006年對基因組進行測序並發表在《科學》雜誌上的榮譽。二骨的23,300個基因中有70%(由8.14億對遺傳鹼基製成)是與人類類似,比其他實驗室生物(如水果蠅)都多。
海膽的基因還保留了細節的細節獨特的免疫系統,以及他們長達100年的生活的秘密。天生免疫系統的基因是我們人體的第一道防線,在頑童中成倍增加,為它們提供了更大的工具箱來對抗感染。
儘管他們缺乏眼睛和耳朵,但研究人員發現,與視覺和聽力以及味道,氣味甚至平衡相關的頑童運動基因。
恒河猴
第一個被旋轉到太空並被克隆的靈長類93%的相似性與人類相關,這很重要,因為它經常用於人類藥物和療法的醫學測試。
研究人員確定了大約200個基因,這些基因似乎是定義我們物種之間差異的關鍵參與者。這些包括涉及頭髮形成,精子融合,免疫反應以及對細胞膜蛋白的變化的基因。
恒河猴表現出相同的神秘重排人血統的X染色體在黑猩猩的分支之後,這為我們提供了新的證據,證明了這種性別染色體在靈長類動物進化中的異常作用。
有袋動物與哺乳動物
有袋動物,我們的哺乳動物弟兄,主要在澳大利亞和新幾內亞。它們具有許多怪異的特徵,可以將它們與其他哺乳動物區分開,包括很短的懷孕,然後將他們的不成熟後代庇護在小袋中。
袋鼠和其他有袋動物的序列闡明了這些特徵在1.5億年前的胎盤哺乳動物摩爾群體分裂之後的發展。負鼠的基因組測序和稱為tammar袋鼠的小型袋鼠種類表明該組可能具有在南美髮展,不是澳大利亞。
tammar鼠基因組的分析表明,袋動物基因組的大面積與正常胎盤哺乳動物的基因組相似。
線蟲
在1998年,線蟲是許多研究實驗室的主食,是最早具有其基因組解碼的多細胞生物之一。這線蟲它的簡單表親有大約20,000個基因。雖然數量與其他動物的數量相似,但線蟲的基因組僅包含1億個鹼基對DNA。平均哺乳動物基因組的十分之一。
這是因為更多進化的生物往往有更多非蛋白質編碼區調節在不同類型的細胞中如何,何時和多少基因表達,而不一定具有更多的基因。這種微調的法規似乎在使哺乳動物和其他生物獨特的原因中起著重要作用。
人類
第一個人類基因組於2001年進行了測序,目前已經對60多個完整的人類基因組進行了測序。其中包括研究員J Craig Venter的基因組,James Watson(幫助發現了DNA的雙螺旋形狀),漢族中國人,約魯巴省尼日利亞人,女性白血病患者和韓國人。
這些基因組與黑猩猩的基因組還有其他生物,並研究了這種生物似乎在人類中消失了。這些基因可能在使我們人類的原因中發揮重要作用,儘管只有一個人持有實際蛋白質的代碼,其餘的參與了調節或具有其他功能。
他們發現處理幾種蛋白質,包括大腦中的蛋白質,以及對雄性激素反應的差異。這些變化導致更大的大腦和陰莖形狀的變化,響應於人類一夫多夫的降低。 (許多其他物種都有特殊形狀陰莖,有時有刺,與其他男性的精子競爭。 )
神秘的裸鼠老鼠
無毛,地下居住,長壽和耐癌症的新近解密的基因組裸mole鼠可以幫助研究人員揭開該生物的秘密,並可以幫助改善人類健康。
研究人員發現,赤裸裸的痣老鼠已經關閉了與視覺有關的幾個基因,因為它們生活在黑暗中。他們還看到了被稱為“無毛”的基因中的突變,以前被認為會導緻小鼠和人類禿頭,這可以解釋他們如何失去皮毛。
雖然快速粗略地觀察了基因組測序,但已經闡明了可能導致裸鼠大鼠精緻的獨特性的變化,但該信息也對人類健康也有用。中風和心髒病發作剝奪了身體的部分氧氣。發現痣大鼠如何在其低氧洞穴中生存,可以幫助科學家設計治療方法以改善結果。
通過將該基因組與其他痣大鼠(包括孤獨的大鼠)進行比較,科學家還可以逗弄動物的基因如何影響他們的行為。