考拉完整基因組終獲破譯,科學(xué)家揭開毒性桉樹葉飲食謎題

7月2日您旁,頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)表文章,科學(xué)家已經(jīng)對(duì)考拉的基因組進(jìn)行了完整測(cè)序轴捎。這意味著人們將能夠充分地解讀這種偶像級(jí)有袋哺乳動(dòng)物的DNA序列鹤盒。

長(zhǎng)久以來蚕脏,研究人員對(duì)于考拉(即樹袋熊)為何能夠以有毒的桉樹葉為食并安然無恙一直無法理解。現(xiàn)在侦锯,他們終于可以追蹤考拉種群的歷史驼鞭,分析它們是如何做出這種選擇,并讓身體保持健康尺碰。

這不僅對(duì)科學(xué)非常重要挣棕,對(duì)于澳洲的經(jīng)濟(jì)發(fā)展也很有意義。

眾所周知亲桥,考拉受到全世界人民的喜愛洛心。它們有著嬰兒臉,光溜溜的鼻子题篷,以及蓬松的耳朵词身。每年有數(shù)百萬游客來排隊(duì)等候,只為觀看這些寶貝在桉樹上打盹番枚。據(jù)悉法严,考拉所具有的旅游價(jià)值約合23億美元。

然而葫笼,它們?cè)诎拇罄麃喣承┑貐^(qū)已被列為脆弱物種深啤。其面臨的困境包括棲息地破壞、疾病和其他壓力因素路星。

考拉基因組

通過新的讀長(zhǎng)測(cè)序技術(shù)溯街,科學(xué)家取得了完整而“裝配”良好的考拉基因組。

就數(shù)據(jù)的質(zhì)量而言奥额,它與人類基因組一樣“優(yōu)秀”苫幢,具有跨度巨大(幾乎是染色體尺度)的連續(xù)序列。

考拉的基因組比人類的基因組略大垫挨,它們擁有約35億個(gè)DNA堿基對(duì)韩肝,這大約相當(dāng)于一米長(zhǎng)度的DNA。

我們都知道九榔,動(dòng)物的染色體一組來自母親哀峻,一組來自父親。在考拉的每個(gè)細(xì)胞中哲泊,具有16條龐大的染色體剩蟀。這同其他有袋類動(dòng)物類似。

作為一個(gè)種群切威,它們的染色體數(shù)目相對(duì)較少育特,而基因組排列非常穩(wěn)定。

相比之下,胎盤哺乳動(dòng)物染色體的數(shù)量和排列則更為多樣化:比如人類有46條染色體缰冤,而犀牛有82條染色體犬缨。

垃圾DNA的來歷

對(duì)考拉基因組的研究有助于人們了解哺乳動(dòng)物基因組如何進(jìn)化以及如何發(fā)揮作用。

動(dòng)物基因組中的相當(dāng)大部分(有時(shí)甚至超過50%)看起來都是所謂的“垃圾DNA”——這多是重復(fù)的DNA序列棉浸,其中很多來自古老的病毒感染怀薛。

獨(dú)一無二的考拉似乎也曾遭受過這樣的病毒入侵。在不同的考拉種群中迷郑,一種來自逆轉(zhuǎn)錄病毒的DNA序列以不同的數(shù)量和位點(diǎn)存在著枝恋,這揭示了其近期的發(fā)展和擴(kuò)散。

當(dāng)然嗡害,這也能夠幫助我們進(jìn)一步了解人類和其他哺乳動(dòng)物的基因組是如何被各種垃圾DNA所淹沒的焚碌。

同人類基因組類似,考拉基因組包含大約26000個(gè)基因就漾。

這些都可以說是掌控蛋白質(zhì)的DNA片段或基因編碼呐能。實(shí)際上,大多數(shù)的考拉基因也存在于人類和其他哺乳動(dòng)物中抑堡,這些基因在不同的動(dòng)物中從事著相同的基本工作摆出。

那么,如果這些基因組如此相似首妖,為什么對(duì)不同物種進(jìn)行測(cè)序依然很重要呢偎漫?正是那些特殊的基因得以讓考拉適應(yīng)其獨(dú)特的生活方式,這能夠?yàn)槲覀兲峁┖苡袃r(jià)值的信息有缆。

以桉樹葉為生

桉樹葉是一種低卡路里的食物象踊,同時(shí)含有毒素。然而它們無疑是考拉的最愛棚壁。一直以來杯矩,這種獨(dú)特的飲食方式可謂一個(gè)科學(xué)謎題。

現(xiàn)在袖外,基因組提供了答案史隆。考拉的體內(nèi)引入了一系列基因曼验,這些基因編碼最終會(huì)形成一些酶泌射,它們屬于細(xì)胞色素P450家族成員,能夠分解桉樹葉的毒素鬓照。

正是這些額外基因的進(jìn)化熔酷,使得考拉能夠超越其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,即便它們需要以大部分時(shí)間睡覺為代價(jià)(這似乎未嘗不是好事)豺裆。

基因組無疑為考拉挑剔的飲食習(xí)慣提供了線索拒秘。獨(dú)特的基因副本使它們能夠品嘗并規(guī)避苦味,甚至還可以“聞”出水分,進(jìn)而選擇多汁的樹葉翼抠。

新的DNA數(shù)據(jù)也為研究人員提供了考拉發(fā)育的信息咙轩。像其他有袋動(dòng)物一樣,它們出生時(shí)身體如同豌豆一般大小阴颖,隨后會(huì)在袋中完成主要的生長(zhǎng)和分化。

發(fā)育中的考拉依賴于奶水的滋養(yǎng)丐膝,其復(fù)雜的成分會(huì)隨著發(fā)育階段的變化而變化量愧,而且含有強(qiáng)大的抗菌成分,保護(hù)幼小的考拉免受疾病侵害帅矗。

考拉的未來

通過分析基因組偎肃,人們將可能更好地采取全面而科學(xué)的方法保護(hù)考拉。

從DNA信息中浑此,研究人員已經(jīng)了解到累颂,考拉種群在大約10萬年前達(dá)到鼎盛時(shí)期,然后在3-4萬年前又急劇跌落到僅有10%的數(shù)量凛俱。就在那個(gè)時(shí)期紊馏,巨型動(dòng)物基本滅絕了。

在歐洲人定居澳洲以前蒲犬,考拉的數(shù)量較為穩(wěn)定朱监。而在歐洲人來到這片土地后,它們的種群數(shù)量再次暴跌原叮,下降至目前的30萬只左右赫编。

利用考拉基因組的信息,科學(xué)家現(xiàn)在可以監(jiān)測(cè)存活群體中的遺傳多樣性奋隶,并使各群體之間的基因流動(dòng)最大化擂送。保持遺傳多樣性非常重要,因?yàn)椴煌膭?dòng)物可以對(duì)環(huán)境威脅和疾病產(chǎn)生不同的反應(yīng)唯欣。

科學(xué)的進(jìn)步不僅要為人類服務(wù)嘹吨,更要讓整個(gè)地球受益。希望澳大利亞的考拉黍聂,如同我們的國(guó)寶大熊貓一樣躺苦,能夠在未來的時(shí)代順利健康地生存下去。

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