2月5日，由中科院昆明動物所動物模型與人類疾病機理重點實驗室、深圳華大基因研究院等單位合作完成的破譯樹鼩基因組研究工作在《自然—通訊》（Nature Communications）雜誌上在線發表。研究人員通過完成高質量的樹鼩（Tupaia belangeri chinensis）全基因組測序及比較基因組分析，闡明了其系統分類地位和相關生物學特徵的遺傳基礎，尤其是樹鼩用於若干重要疾病如HBV、HCV感染以及抑鬱症模型創建的遺傳學基礎。該研究將能推動樹鼩應用於生物醫藥的系統研究。
樹鼩是一種分布於南亞、東南亞及我國西南地區的小型哺乳類動物。由於其個體較小，繁殖周期較短，養殖成本低以及與靈長類動物近的親緣關係，一直被提議作為新型實驗動物用於生物醫學研究。然而，關於樹鼩的分類地位尚存爭議。大部分基於核DNA序列的研究支持樹鼩是靈長動物的近緣旁系群，而絕大部分基於線粒體DNA序列的研究卻顯示樹鼩與兔形目動物的親緣關係更為密切。
研究人員利用二代測序技術完成一隻來自雲南的樹鼩的全基因組測序，總覆蓋度高達79X。之後與多個物種基因組進行了比較分析，從全基因組基因序列比較角度重構了樹鼩與其他物種的系統發育關係，證實了樹鼩與靈長類親緣關係最為接近。這一研究結果從基因組水平上解決了樹鼩分類學方面的爭論，為其在很多方面代替非人靈長類動物作為實驗動物模型提供了重要依據。經過進一步分析樹鼩與靈長類之間的遺傳學關係，研究人員共鑑定出28個樹鼩與靈長類共有的功能性基因。之前的研究認為這些基因屬靈長類特有。
通過對樹鼩基因家族的系統分析，發現樹鼩基因組中很多基因家族發生了擴張，例如免疫球蛋白λ輕鏈（IGLV）基因家族等。IGLV基因家族的擴張，將會阻止並消除病原菌。此外，樹鼩基因組中出現了一些假基因和基因丟失現象，比如前列腺特異性轉穀氨醯酶4基因（TGM4）參與調節精液凝結的形成和溶解，在精子競爭中發揮作用，其丟失可能與樹鼩的求偶體系吻合。研究人員還發現，有一些重要功能基因出現了提前終止或者移碼突變。這些現象較好地解釋了某些樹鼩的特定生物學特性。
樹鼩具有很高的腦體質量比，並且其腦部結構發育和靈長類十分相似，常被用於抑鬱症的研究。在本研究中，研究人員在樹鼩基因組中共鑑定出23個已知的神經遞質轉運蛋白。有研究表明，某些神經遞質轉運蛋白是抗抑鬱藥物的重要靶點，可以通過抑制其活性實現對抑鬱病患者的治療。樹鼩基因組中發現的這種完整而保守的神經遞質轉運蛋白，為樹鼩作為社會競爭失敗導致的抑鬱症模型加以研究以及抗抑鬱藥物研製提供了重要依據。
與靈長類相似，樹鼩具有發育良好的視覺系統、色彩分辨能力和眼睛構造。目前被用於近視模型創製。研究人員通過對樹鼩視覺相關基因進行了全面分析，解析了其遺傳學基礎。研究表明，相比於人類，樹鼩基因組中包含絕大多數與人類同源的視覺相關基因，但缺少了兩種中波長視蛋白基因。中波長視蛋白是視錐細胞的綠光感受器，在較高級的靈長動物中與短波長視蛋白、長波長視蛋白共同形成三元色色彩分辨能力，樹鼩的這一基因缺失說明其與低等靈長類一樣，是二元色視覺動物。另外，與夜間視覺相關的視紫紅質基因發生了快速進化，這與樹鼩晝行性特徵相一致。
B肝和C肝是重大的傳染病。很多報導表明，人類B肝病毒和C肝病毒能夠感染樹鼩，因此樹鼩也常被用於HBV和HCV病毒感染的動物模型研究。通過對樹鼩的免疫系統相關基因進行研究，發現與B肝及C肝病毒感染相關的基因在人類和樹鼩中具有高度一致性，但樹鼩基因組中出現了DDX58基因的缺失。DDX58基因在NF-kB通路的激活中具有重要作用，可產生針對病毒的幹擾素。推測該基因功能的缺失可能與樹鼩的易感有關。B肝病毒是雙鏈DNA病毒，也是一種反轉錄病毒，其反轉錄過程通過病毒自身的DNA聚合酶進行。TRIM5是一種宿主限制性因子，能夠阻止反轉錄的進行，在人類基因組中與其他幾個基因形成基因簇，能夠抑制HBV的活性。而在樹鼩基因組中，該基因存在5個串聯重複拷貝，其中一個具有CypA逆轉錄轉座插入，形成了TrimCyp嵌合轉錄體，這種現象僅發生在少數靈長類中，在限制逆轉錄病毒活性中具有重要意義。
此外，研究人員還對樹鼩基因組中的藥物作用靶點基因進行了研究，例如細胞色素P450超家族能夠編碼一些與藥物代謝、活化和相互作用相關的一些酶。樹鼩擁有與人類非常接近的細胞色素P450超家族的組成結構和基因一致性。研究人員對人類和樹鼩的肝炎藥物靶點基因進行研究後發現，二者同源度很高。這種藥物靶點以及相關信號通路的保守性，使得樹鼩能更好地用於評價藥物分布、藥物靶點、藥代動力學以及藥物副作用研究。
該研究工作得到中科院、科技部和雲南省的支持。
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實驗用樹鼩
人和樹鼩HCV感染途徑相關基因的遺傳差異