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基因组闲谈

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如果你得到了雪地中的草原猛犸象,原始牛和大安虎等生物DNA,你要做的是测序。但是你会选择读长太短有测序偏好,把染色体打成很多小片段的大规模平行测序,还可以合成加测序同时进行的二代测序呢,还是要追求长度长而成本高并且能给原始DNA样本进行测序,但是存在读长错误较高,还难建库的三代测序?我想不管是哪一种,你都很希望这背后看到它们同现生亚洲象和北美野牛黄牛和现存虎亚种等之间的拷贝丢失拷贝获得以及少于50碱基对的核苷酸插入和删除以及替代,某些染色体的重排易位倒位。没准你可以看一眼山旺生物群里面鲤形目和当今鲤形目的基因组多倍化。如果你看到了尖角龙的化石骨肉瘤,没准它体内还有奇怪的单亲二倍体(父母当中一方染色体片段被另一方同源片段取代)。曾经也有多少病毒的水平转移的基因插入了哺乳动物的基因组里面(准确来说是真兽类)。
这些奇怪的基因的过往,我们直接预测它们的发生是不可能的,也很难让环境诱导这一切。但是能确定的却是—并非所有基因组的位置发生突变的机会都一样,点突变和indel突变以及CNV大突变速率存在差别(indel也就是插缺突变也存在了微卫星里面蛮多的,点突变10-9,结构变异10-5)。这些年,有些生物发生着替换了氨基酸的非同义突变,也有的是同义或者无义,像是改了一个氨基酸的蜜獾乙酰胆碱受体,我们也能在黄鼬的体内发现来自共同祖先,因物种起源而分歧的拷贝的相关直系同源基因,还有蜜獾相关同一基因的重复拷贝也就是旁系同源基因。那些年很多基因因为突变,复制,外显子重排,mRNA逆转录插入,从头新序列和转座子可变剪切,水平基因插入,基因融合和分裂,假基因调节和“复活”。很多演化中新的特征的进化没准是极其罕见的突变事件的组合或者序列导致的(说到这里稻飞虱和黑色美洲豹,大熊猫和王鲑等直呼内行)。
当年廓羽盗龙类的相关变化,也和这个有些关系,例如犹他盗龙和骇鸟科等谱系的头部相关加速生长,信天翁窄长巨大翅膀的形成以及部分伤齿龙科牙齿的区别,鸟翼类恐龙从四个翅膀变成两个。这背后会不会是异时的表达(发育时间或者速度的进化变化),还是基因异位性的秘密呢?这背后并非只有单纯的贝塔角蛋白等在不同恐龙里面的基因变化和牙齿这样的基因丢失,还得有这个调控变化。就比如说鸟类的SIM1基因的调控因子就是典型的例子,一些细胞凋亡的产生则构建了翅膀三个指头后足四个指头的秘密。这些生物往日的种群扩张背后,会迁入新的环境,也有渠化在不同基因和环境之下限制其表型,更有演化的修修补补改变基因表达。像是鸵鸟脚趾的减少以及适应水生的雁形目,还有退化长尾的真鸟类,利爪出鞘的驰龙亚科。如果你有幸找到了临河猎龙潜伏女猎手龙伤齿龙恐爪龙强战龙阿基里斯龙什么的和鸟类的直系同源基因,别忘了Ensembl上面的对比序列,还有UCSC的全基因组线性基因比对。


IP属地:北京来自Android客户端1楼2024-04-25 08:49回复