生物通报道 来自云南大学、中科院昆明动物研究所、中科院北京基因研究所等10多家研究机构的研究人员,在新研究中对金丝猴进行了基因组分析,鉴别出了与高海拔适应相关的一些基因和过程。他们的研究成果发布在7月11日的《自然遗传学》(Nature Genetics)杂志上。

云南大学的于黎(Li Yu)研究员,中科院昆明动物研究所的张亚平(Ya-ping Zhang)院士,和中国科学院北京基因组研究所研究员、台湾中研院院士吴仲义(Chung-I Wu)是这篇论文的共同通讯作者。

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张亚平院士主要从事基因组多样性研究。吴仲义院士自80年代以来则一直从事群体遗传学的研究。2013年,两位院士曾携手合作在Nature Communications杂志上发表了一项重要的成果,证实人和狗的数组基因,其中包括与饮食和消化、神经学过程和疾病相关的基因,在数千年的时间里一直在平行进化。这种平行进化有可能是受到人类和狗共享环境的驱动。这项研究为狗的驯化故事增添了一个重要的章节(两院士携手Nature子刊讲述狗和人的故事 )。

金丝猴仰鼻猴属(genus Rhinopithecus)包括5个近亲物种:滇金丝猴、川金丝猴、黔金丝猴、越南金丝猴和缅甸金丝猴,它们在早更新世时期发生分歧。这5个物种都是世界上最珍稀及最濒危的灵长类动物,仅分布在中国和越南独立地区一些非常有限的区域(金丝猴属种存在于中国的首个照片证据 )。

2014年,中国科学院动物研究所与禾致源共同合作,在国际上率先完成了金丝猴的基因组序列图谱的构建,为解析金丝猴适应植食性的分子机制、系统发育和进化提供了遗传基础,该研究发布于Nature Genetics杂志上。目前研究已报道获得了川金丝猴的参考基因组,和除越南金丝猴以外所有物种的基因组重测序数据(NatureGenetics:中国科学家破译金丝猴基因组 )。

除了它们的保护价值,仰鼻猴物种在适应性进化方面也非常独特。除了以植食性为主且独立发展出具有类似反刍动物的复杂的胃,食叶猴和牛的溶菌酶与核糖核酸酶(RNase)还显示出分子趋同现象。仰鼻猴物种分布于800 — 4,500 m的海拔高度。黔金丝猴和越南金丝猴分别居住在中国贵州省和越南北部<2,000 m的低地区域,而滇金丝猴、川金丝猴和缅甸金丝猴则生活在海拔高度>3,000 m的高原区域,包括青藏高原和中国中部的一些山区。仰鼻猴属不仅为调查非人类灵长类动物对高原的适应机制,还为探究不同高原区域适应性机制之间的不同与相似之处提供了一个有趣的研究模型。

在这篇文章中,研究人员报告了对滇金丝猴进行了从头全基因组测序,并对另外4个物种进行了基因组测序。在与高海拔金丝猴肺功能、DNA修复和血管生成相关的6个基因中发现了8种共享的替换。功能分析揭示高海拔CDT1变体(Ala537Val)使得细胞更加耐受紫外光照射,高海拔的RNASE4变体(Asn89Lys和Thr128Ile)使得体外诱导内皮管形成的能力增高。研究人员对滇金丝猴和川金丝猴种群进行基因组扫描,在与高海拔适应相关功能有关联的一些基因上鉴别出了一些种群间与种群内的选择标记。

这些研究结果提供了有关金丝猴高海拔适应一些有价值的见解。

(生物通:何嫱)

生物通推荐原文摘要:

Genomic analysis of snub-nosed monkeys (Rhinopithecus) identifies genes and processes related to high-altitude adaptation

The snub-nosed monkey genus Rhinopithecus includes five closely related species distributed across altitudinal gradients from 800 to 4,500 m. Rhinopithecus bieti, Rhinopithecus roxellana, and Rhinopithecus strykeri inhabit high-altitude habitats……

作者简介:

于黎

云南大学生命科学学院副院长,西南动物资源研究所所长,云南省高校动物遗传多样性与进化重点实验室主任

学历
1999年9月-2002年7月: 辽宁师范大学细胞生物学专业,获理学硕士学位。
2002年9月-2005年7月: 中国科学院昆明动物研究所动物学专业,获理学博士学位。
2005年9月至今: 云南大学云南省生物资源保护与利用重点实验室,学术带头人引进人才,研究员。

学术任职及兼职
中国动物学会兽类分会理事;云南省遗传学会理事;中国遗传学会会员;云南省青年联合会委员

张亚平

博士,研究员,中国科学院院士,发展中国家科学院院士。现任中国科学院副院长、昆明动物研究所遗传资源与进化国家重点实验室主任和分子进化与基因组多样性学科组负责人;兼任中国遗传学会和中国动物学会副理事长,国际重要刊物Genome Biology and Evolution、Animal Genetics副主编,Human Molecular Genetics、Scientific Reports编委。2008年作为首席科学家发起了国际生命条形码――中国计划,并使中国成为国际生命条形码计划四个中心节点中唯一的亚洲国家。

主要从事基因组多样性研究。在建立具有国际影响的人群和动物DNA库的基础上,澄清了灵长类、食肉类、两栖爬行类等动物类群系统与演化中的一些重要问题。揭示了东亚人群进化的一些规律和一些民族的演化历程。系统地研究了野生动物和家养动物的遗传多样性,发现遗传多样性贫乏与物种濒危之间没有必然的对应关系;确定了家犬的东亚起源,证明东亚是家养动物驯化的重要区域。对自然选择和人工选择作用下基因组进化的研究,揭示了一些重要的动物适应进化和畜禽经济性状形成的遗传机制。近5年来,在Science、Nature、pNAS、pLos Genetics等国际刊物发表SCI文章100多篇。先后获国家自然科学二等奖、****成就一等奖、云南省科技突出贡献奖、何梁何利基金科学与技术进步奖等国家和省部级科技奖励20余项。由于在生物多样性研究领域的突出贡献,获国际重要奖项“生物多样性领导奖”,成为亚洲地区唯一的获奖人。

吴仲义

中国科学院北京基因组研究所研究员;“****”研究员;台湾中研院院士,博士生导师

研究领域:遗传学 基因组学 生物信息学

获奖及荣誉:
1990-1995年获得NIH研究职业发展奖
1989-1991获得全国唐氏综合症协会奖
2004年获得台湾东海大学优秀毕业生奖
2004年被评为中研院院士
2008年 中组部****
2011年 国家自然科学奖 二等奖
2013年度、2014年度中国科学院“优秀研究生指导教师”奖