發表在最新一期（12月19日）《自然》（Nature）雜誌上的一篇新文章，揭示了三個重要生物——水蛭（leech）、海蠕蟲（Capitella teleta）和青貝（limpet）基因組。通過這一研究，來自萊斯大學、加州大學伯克利分校和美國能源部聯合基因組研究所（JGI）的科學家們將冠輪動物（Lophotrochozoans）的基因組數量增加了一倍以上。
冠輪動物是一種種類繁多的動物類群，包括軟體動物（如蝸牛、蛤類和章魚）以及環節動物（如水蛭和蚯蚓）。像人類和所有其他動物一樣，冠輪動物的進化歷史可以追溯到最早的多細胞生物。然而在5億多年以前，冠輪動物進化樹分支便與生成人類的分支分離。
「包括人類在內的大多數動物，都具有左右對稱的體制，它們的左右兩側就像是彼此的鏡中像。當你聚焦所有的兩側對稱物種時，可以將它們分為三個大群，即生物學家所謂的分支（clade），」研究的共同作者、萊斯大學生態學和進化生物學助理教授Nicholas Putnam說。
他說：「冠輪動物是其中的一個分支，當我們查看所有已經測序的基因組時，我們發現只有兩種動物是冠輪動物。這在遺傳記錄上留下了一個大缺口，我們開展這項研究的目的在於填補這一空白區中的一些缺口。」
在這項新研究中三個新測序的物種分別是：一種海洋蠕蟲Capitella teleta，一種淡水水蛭Helobdella robusta和一種大型的海洋軟體動物Lottia gigantean。
Putnam說：「在萊斯大學，我們從事比較基因組學研究。我們尋找基因組間可識別的相似性，我們對基因間以及遺傳組織模式中的相似性感興趣。這些結構相似性可以告訴我們很多關於個別基因和功能性基因組，如染色體的進化信息。」
Putna說幾乎所有已經發布的基因組都來自動物王國中最常研究的分子：後口動物（deuterostomes），它包括人類、其他的脊椎動物和蛻皮動物（ecdysozoans）。以往研究只繪製了兩種冠輪動物基因，且兩種均是寄生蠕蟲，不能代表這一分支中大多數的物種。
在研究冠輪動物基因組過程中，Putnam研究小組開發了一些新的計算工具，來細查和比較三個新基因組和數百個已知基因組的差異。已知基因組包括有人類和果蠅等常研究的模式生物。
這些工具使得搜索基因組間相似性變得簡化，還幫助研究人員追蹤了發生在特異基因組中的進化改變。
Putnam說：「利用這些工具，我們側重研究了特異突變發生的進化樹部分。例如，我們可以說，『一個發生在此處的突變移動了這一染色體的一大塊，它一定發生在冠輪動物與後口動物分離後，軟體動物與環節動物分離前』」。
到目前為止，Putnam研究小組已經追蹤了17個「祖先連鎖群」（ancestral linkage groups），在結構上大群基因與染色體相似，是所有兩側對稱動物的最近的共同祖先
Putnam 說：「對於我們而言，有趣的事情是發現現在存在於不同物種中的基因，追蹤它們至一個共同祖先的單基因，利用我們發現的模式，我們測試了關於進化過程的假說。現在的基因有些仍有可能具有相同的功能，但有些則進化出了一種全新的功能。」
Putnam說研究小組已經追蹤了三個新基因組中幾乎一半的基因組譜系，這一工作仍在繼續。
Putnam說：「這些研究讓我們知道關於自身和其他脊椎動物的許多重要信息。查看整個動物王國，我們獲得了更高解析度和清晰度，了解我們的基因組中哪些是新的，哪些從我們的遠古祖先保存下來的。」（來源：生物通 何嬙）
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