用于鸭嘴兽和针鼹的基因组解读哺乳类进化的阐明

鸭嘴兽(左)和针鼹(早川卓志拍摄，提供)

北海道大学等国际研究小组发表声明称，高精度地解读了产卵哺乳类单孔类、鸭嘴兽和针鼹的基因组(全部遗传信息)，明确了表示各自生态的基因的特征。 在探索包括人类在内的哺乳类整体是如何从鸟类和爬虫类共同的祖先进化来的方面，也获得了重要的信息。只有鸭嘴兽和针鼹两组的单孔类动物，雌性产卵，孵蛋的孩子母乳喂养。 鸭嘴兽的基因组在2008年被解读，但是精度不够，针鼹还没有被解读。 另外，要解开众多哺乳类在肚子里孕育胎儿的胎生之谜，包括单孔类等非胎生物种在内的哺乳类整体的基因组解开是不可缺少的。 因此，研究小组通过高速、高精度读取基因碱基序列的最新装置“新一代测序仪”，解读了两者的全部基因组序列。细胞中有接受传递各种刺激的分子的受体。 调查这些基因后发现，嗅觉受体基因与鸭嘴兽的299个相比，针鼹有693个。 生活在澳大利亚和新几内亚岛(印度尼西亚、巴布亚新几内亚)的针鼹，通过破坏蚂蚁冢等方式吃蚂蚁和白蚁。 研究小组认为，这反映了针鼹以气味为线索寻找它们的生态，嗅觉受体基因增多。另外，信息素受体基因鸭嘴兽262个，远远超过针鼹28个。 显示出在澳大利亚东部的河流和湖泊生活的鸭嘴兽为了高效地与伙伴交流和繁殖，可能对信息素起到了很大的作用。苦味受体基因都很少，特别是针鼹只有3个。 如果依靠气味发现蚂蚁和白蚁集群，则可以用长长的舌头一网打尽，所以似乎不需要太多味觉。 产卵和母乳分泌相关的基因等也得到了分析。单孔类基因数的比较(根据发表资料制作)

比较两个物种具有共同起源的基因的DNA，可以认为物种分化越久，碱基序列的差异越大。 据此可以推测分化的时期等。 研究小组以解读的基因组为基础，明确了鸭嘴兽和针鼹在5460万年前分化了。 另外，还高精度推算出了分化时期，单孔类和胎生哺乳类的祖先分别为1亿8760万年前，哺乳类整体的祖先分别为3亿50万年前。

根据全基因组碱基序列的不同推测的哺乳类的分支年代(由早川卓志提供，部分改变)据推测，所有哺乳动物共同的祖先有30对染色体，鸭嘴兽的26对染色体从那里经过了156次重组。 研究还发现，人类拥有23对染色体经过了165次重组。研究小组北海道大学研究生院地球环境科学研究院助教早川卓志(基因组科学)表示:“能够解读离人类很远的单孔类的全基因组，为理解哺乳类整体的进化奠定了基础。 鸭嘴兽和针鼹受到澳大利亚大规模森林火灾的影响，在考虑保护方面也是有用的信息。”研究小组由北海道大学、东京工业大学、东工大风险投资公司digzyme、日本蒙牛中心、澳大利亚阿德莱德大学、丹麦哥本哈根大学等组成。 成果于1月6日在英国科学杂志《自然》电子版上刊登，19日在北海道大学等地发表。