科学家们重建了所有哺乳动物在1.8亿年前的共同祖先的基因组

从鸭嘴兽到蓝鲸，所有现存的哺乳动物都是大约1.8亿年前的共同祖先的后代。虽然我们对这种动物了解不多，但最近一个全球专家组通过计算重建了它基因组的组织。这些发现最近发表在《美国国家科学院院刊》上。

加州大学戴维斯分校进化和生态学杰出教授、论文资深作者哈里斯·勒温(Harris Lewin)说:“我们的结果对于理解哺乳动物的进化和保护非常重要。”

研究人员使用了32种现存物种的高质量基因组序列，涵盖了26种已知哺乳动物中的23种。人类和黑猩猩是这些物种之一，还有袋熊和兔子、海牛、家养奶牛、犀牛、蝙蝠和穿山甲。在分析中，鸡和短吻鳄的基因组也被用作对照组。其中一些基因组是作为地球生物基因组项目和其他大规模生物多样性基因组测序项目的一部分产生的。列文是地球生物基因组项目工作组的主席。

研究论文第一作者、加州大学戴维斯分校基因组中心博士后研究员乔安娜·达马斯表示，哺乳动物的祖先有19条常染色体，控制着生物特征的遗传，而不是由性连锁染色体(这些染色体在大多数细胞中是成对的，共有38条)控制的，外加两条性染色体。研究人员确定了1215个基因块，它们以相同的顺序出现在所有32个基因组的同一条染色体上。达马斯说，所有哺乳动物基因组的这些组成部分包括对正常胚胎发育至关重要的基因。

染色体已经稳定了3亿多年。

研究人员在哺乳动物祖先中发现了9条完整的染色体或染色体片段，它们的基因序列在现代鸟类的染色体中是相同的。

“这一非凡的发现表明，染色体上基因的序列和方向在超过3.2亿年的漫长进化时间范围内具有进化稳定性，”勒温说。

相比之下，这些保守区块之间的区域包含更多的重复序列，更容易断裂、重排和复制序列，这是基因组进化的主要驱动力。

“祖先的基因组重建对于解释不同基因组的选择压力的位置和原因至关重要。这项研究明确了染色质结构、基因调控和连锁保留之间的关系。这为评价自然选择在整个哺乳动物生命树的染色体进化中的作用奠定了基础。”德克萨斯大学的威廉·莫菲教授说。据报道，他不是这篇论文的作者。

研究人员可以从一个共同的祖先开始追踪祖先染色体的发育。他们发现哺乳动物的染色体重排速度是不同的。比如反刍动物品系(导致现代的牛、羊、鹿)，6600万年前，小行星撞击杀死恐龙，导致哺乳动物崛起，染色体重排速度加快。

研究人员表示，这些结果将有助于理解适应性背后的遗传学，这种适应性在过去1.8亿年中使哺乳动物能够在不断变化的地球上茁壮成长。