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加拿大團隊利用 PacBio 技術破譯 “筑壩高手” 海貍的基因組

來源:生物通 作者: 2017-1-18

摘要: 在建筑學方面,海貍筑壩的高超能力給了人類不少啟示。在生物學方面,人類又能從海貍基因組中獲得哪些啟示呢。近日,加拿大的團隊測序并分析了加拿大海貍(Castor canadensis)的基因組。他在文中寫道:“這項研究為基因組組裝帶來了新見解,也為海貍及嚙齒動物的進化帶來了重要的基因組學資源。...


在建筑學方面,海貍筑壩的高超能力給了人類不少啟示。在生物學方面,人類又能從海貍基因組中獲得哪些啟示呢?近日,加拿大的團隊測序并分析了加拿大海貍(Castor canadensis)的基因組。他們在《G3: Genes, Genomes, Genetics》雜志上報道了這項研究的成果。

多倫多大學和病童醫院的分子遺傳學家 Stephen Scherer 是這篇文章的資深作者。他在文中寫道:“這項研究為基因組組裝帶來了新見解,也為海貍及嚙齒動物的進化帶來了重要的基因組學資源。”

海貍是北美最大的嚙齒動物。一只完全長成的海貍長約 30 英寸(76 厘米),體重達 35-60 磅(16-27 千克 )。北美海貍絕大多數生活在落基山脈和加拿大北部。 它們棲息在林地的各種水域,如池塘、湖泊以及溪流。

長期以來,海貍一直是重要的生態和經濟來源。正如 Scherer 及其同事所解釋的,在加拿大,“海貍是一個標志性的國家象征”,其中部分原因是海貍的皮毛及其他產品作為經濟動力,推動早年英國和法國的殖民擴張,最終導致加拿大成立。

在這項研究中,Scherer 及其同事利用 Pacific Biosciences 單分子測序和 de novo 組裝,對海貍的肌肉組織和白細胞進行測序,以鑒定其基因組特征。他們的研究對象是一只在魁北克出生、目前住在多倫多動物園的海貍,名叫 Ward。

這個團隊利用 PacBio RS II 單分子實時測序技術分析了海貍的基因組 DNA,并從混合樣品中提取出線粒體序列,組成了近 17,000 個堿基的線粒體基因組。

為了完成 27 億個堿基的 de novo 基因組組裝,研究人員還融合了 Illumina 的 HiSeq X 儀器上產生的短片段基因組序列。他們還利用 HiSeq 2500 儀器,對安大略皇家博物館中收藏的冰凍海貍組織中的肌肉組織進行 RNA 測序,并將基因組與轉錄組進行比較。

在組裝基因組的同時,研究人員開始注釋基因組,鑒定可能與人類疾病、嚙齒動物的牙列以及其他過程相關的重復序列和蛋白編碼區。他們指出,對海貍基因組的進一步研究可能有助于揭開海貍在北美的歷史以及它對環境和人群遷移的影響。

此外,在上周末的動植物基因組大會上,美國俄勒岡州立大學領導的海貍測序計劃也展出了一些成果。研究人員指出,他們利用 Illumina 測序技術對海貍基因組進行測序和組裝,獲得了 17 種不同海貍組織的轉錄組數據,并對加拿大海貍及 19 個其他物種進行了系統發育分析。


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