斑胸草雀基因組測序完成

2020-12-26 中華人民共和國科學技術部

    一個國際科研團隊在4月1日出版的英國《自然》雜誌上撰文指出,他們成功地對俗稱「珍珠鳥」的斑胸草雀的基因組進行了測序。由於斑胸草雀學習唱歌的過程同人類學習說話類似,因此,該測序結果將有助於研究人類的語言學習過程。

  美國華盛頓大學的衛斯理·沃倫領導的該科研小組由美國、英國和德國等多國研究人員組成。斑胸草雀屬於鳴禽,是用於研究脊椎動物的腦、行為和演化的一種動物模型,其基因組有約12億個鹼基對,不到人類基因組的一半。之前科學家認為,大約有100種基因與斑胸草雀唱歌有關,但科學家現在發現,至少有800多種基因同其相關。當「珍珠鳥」學習歌唱時,大腦中的這些基因會產生非常複雜的「網絡反應」,最終幫它學會特有的「歌聲」。

  幼年斑胸草雀學習唱歌的方式同人類嬰兒學習說話的方式一樣,都是通過模仿其長輩的說話方式來學習,這意味著,斑胸草雀可作為理解人類的學習和記憶的參照物。參與研究的英國牛津大學藥物研究協會功能染色體小組的專家克裡斯·龐廷說,斑胸草雀能夠提供一個窗口,讓我們了解人類的諸如孤獨症、中風、口吃、帕金森症等言語失常病症的病源。

  龐廷表示,更重要的是,「珍珠鳥」在學習歌唱的過程中激活的基因的工作方式同表達蛋白的基因不同,相反,它們屬於基因組的非編碼部分,也就是所謂的「垃圾DNA」。在人類基因組中,已探明功能表達蛋白的基因只佔3%,其餘多數功能不清的基因現被誤認為是垃圾DNA。對斑胸草雀基因組的分析也進一步表明,所謂的「垃圾DNA」並非垃圾,它們實際上具有非常重要的生物功能。

  「珍珠鳥」基因組是繼2004年雞基因組測序完成之後第二個被測定的鳥類基因組。據悉,在鳥類中首先測定雞的基因組有畜牧養殖業等方面的考慮,而實際上,「珍珠鳥」的基因組更靠近鳥類大家庭基因樹的主幹,因此,對兩者的基因組進行對比也將有助於研究鳥類進化。研究人員表示,將雞的基因組與「珍珠鳥」的基因組進行比較後發現,有神經功能、參與叫聲認知處理的基因在雀科這個分支中一直在快速演化。

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