從鴨嘴獸到藍鯨，今天所有活著的哺乳動物都是約1.8億年前存在的一個共同祖先的后代。盡管我們對這種動物了解不多，但一個全球?qū)＜倚〗M最近通過計算重建了其基因組的組織。這些發(fā)現(xiàn)最近發(fā)表在《Proceedings of the National Academy of Sciences》上。

加州大學戴維斯分校進化和生態(tài)學杰出教授、該論文的資深作者Harris Lewin說道：“我們的結(jié)果對理解哺乳動物的進化和保護工作具有重要意義。”

研究人員使用了32個活體物種的高質(zhì)量基因組序列，橫跨26個已知哺乳動物類別中的23個。人類和黑猩猩是這些物種之一，還有袋熊和兔子、海牛、家牛、犀牛、蝙蝠和穿山甲。雞和揚子鱷的基因組也被用作分析中的對比組。作為地球生物基因組計劃和其他大規(guī)模生物多樣性基因組測序計劃的一部分，這些基因組中的一些正在被制作。Lewin是地球生物基因組計劃(Earth BioGenome Project)工作小組的主席。

據(jù)該研究的論文第一作者、加州大學戴維斯分?；蚪M中心的博士后研究員Joana Damas稱，哺乳動物的祖先有19條常染色體，這些染色體控制著生物體特征的遺傳，而不是由性連鎖染色體控制的特征（這些染色體在大多數(shù)細胞中是成對的，總共有38條），加上兩條性染色體。研究人員確定了1215個基因塊，它們以相同的順序出現(xiàn)在所有32個基因組的同一染色體上。Damas表示，所有哺乳動物基因組的這些構(gòu)建塊包括對正常胚胎發(fā)育至關(guān)重要的基因。

染色體穩(wěn)定了3億多年

研究人員在哺乳動物祖先中發(fā)現(xiàn)了9條完整的染色體或染色體片段，其基因的順序在現(xiàn)代鳥類的染色體中是相同的。

“這一非凡的發(fā)現(xiàn)表明，在超3.2億年的漫長進化時間范圍內(nèi)，染色體上基因的順序和方向具有進化的穩(wěn)定性，”Lewin說道。

相比之下，這些保守區(qū)塊之間的區(qū)域包含更多的重復序列，更容易發(fā)生斷裂、重排和序列復制，這些都是基因組進化的主要驅(qū)動力。

“祖先的基因組重建對于解釋不同基因組的選擇壓力的位置和原因至關(guān)重要。這項研究在染色質(zhì)結(jié)構(gòu)、基因調(diào)控和連鎖保存之間建立了明確的關(guān)系。這為評估自然選擇在整個哺乳動物生命樹的染色體進化中的作用奠定了基礎。”德克薩斯AM大學的William Murphy教授說道。據(jù)悉，他不是該論文的作者。

研究人員能從共同的祖先開始跟蹤祖先的染色體向前發(fā)展。他們發(fā)現(xiàn)，染色體重排的速度在哺乳動物品系之間有所不同。如在反芻動物系（導致現(xiàn)代牛、羊和鹿）中，6600萬年前，當小行星撞擊殺死恐龍并導致哺乳動物的興起時，染色體重新排列的速度加快了。

研究人員們表示，這些結(jié)果將有助于了解在過去1.8億年里使哺乳動物在一個不斷變化的星球上繁衍生息的適應性背后的遺傳學。

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