繼小鼠,,斑馬魚,,線蟲和果蠅之后,又有一種動物的基因組被測序,。24個不同國家的研究單位通力合作,,完成了對兩棲動物熱帶爪蟾( Xenopus tropicalis)基因組的測序工作。研究人員的論文發(fā)表在上周的《科學(xué)》雜志上,。
研究人員說,,兩棲動物和哺乳動物基因組的相似程度讓人驚訝。和人類以及小鼠相比,,熱帶爪蟾的很多基因排列和哺乳動物一樣,。論文的作者之一,美國能源部的生物信息學(xué)家Uffe Hellsten解釋說:“自從3 億6千萬年前兩棲動物,,鳥類和哺乳動物分開以后,,它們的基因并沒有發(fā)生多大的變化?!辈贿^對于那些更低等的脊椎動物來說,,情況就不同了。斑馬魚的基因排列就和這些動物相差很大,。
兩棲動物和哺乳動物基因組的相似性很有意義,。首先,它能幫助科學(xué)家更清楚地了解動物進化過程,。論文的另一位作者,,加州大學(xué)伯克利分校的Richard Harland認為,DNA在進化過程中改變的速度可能比科學(xué)家想象得要慢,。
其次,,這種相似性還讓熱帶爪蟾成為了一種很好的研究人類疾病的模式生物,。人類身上80%的疾病相關(guān)基因也存在于熱帶爪蟾中。
熱帶爪蟾并不是傳統(tǒng)的模式生物,,它的近親,,非洲爪蟾,Xenopus laevis,才是發(fā)育生物學(xué)家和細胞生物學(xué)家常用的實驗動物,。這兩種動物都很容易飼養(yǎng),,有很大的卵。它們的蝌蚪都是透明的,,所以很方便進行實驗操作,。
不過,熱帶爪蟾體型更小,,發(fā)育更快(圖),。此外,熱帶爪蟾是二倍體動物,,有兩套基因,,而非洲爪蟾是四倍體,有四套基因,。所以熱帶爪蟾的基因組測序的難度更小,。因此在2002年測序計劃開始的時候,科學(xué)家選擇了熱帶爪蟾作為實驗對象,。
左為熱帶爪蟾(有兩套基因),,右為非洲爪蟾(有四套基因)
如果能比較兩種爪蟾的基因序列,科學(xué)家們就有可能了解為什么二倍體能夠變成四倍體,,以及這種變化的意義,。這種二倍體和四倍體在脊椎動物同一屬內(nèi)共存的現(xiàn)象很罕見,所以對于進化生物學(xué)家來說,,爪蟾屬是個難得的機會,。