上海生科院發現藏獒通過與西藏灰狼雜交獲得高原適應能力

2020-12-05 中國科學院

  藏獒主要生活在中國青藏高原3000至5000米的高寒地帶,以其對高海拔的惡劣氣候條件和艱苦的生活環境的良好適應能力而聞名。藏獒力量強大,動作敏捷矯健。進化生物學家已經找到了一些基因,例如EPAS1,在藏獒對高原環境的適應中發揮了重要作用。然而,還有一個問題有待解決:它們是如何獲得這些適應性基因的?

  中國科學院上海生命科學研究院計算生物學研究所李亦學研究組找到了這個問題的答案,不僅揭示了藏獒高海拔適應性的遺傳起源,而且闡述了一個非常有趣的關於狗和現代人適應新環境的故事。其最新研究發現了明顯遺傳證據,表明當人類第一次到達青藏高原時,馴化的藏獒通過與西藏的灰狼雜交獲得的兩個基因區域,在其適應高原環境過程中發揮了關鍵作用。

  這項題目為Genomic Analysis Reveals Hypoxia Adaptation in the Tibetan Mastiff by Introgression of the Grey Wolf from the Tibetan Plateau 的研究於126日在線發表於《分子生物學與進化》(Molecular Biology and Evolution雜誌上,《科學》(Science和《基督教科學箴言報》等重要媒體對該項成果進行了報導。

  對狗和狼的全基因組測序為這一研究提供了基礎。李亦學研究組利用生活在不同海拔區域的狗和狼的全基因組數據,對這個問題進行了研究。研究發現,與西藏灰狼相比,藏獒和中國本土狗的親緣關係更近。其次,在藏獒中發現有兩個基因區域,包含了EPAS1HBB基因,該區域與西藏狼有明顯的雜交信號,而且受到很強的正選擇。同時,在人類中也有著驚人的巧合。藏族人群基因組中的一段相同區域,相同基因EPAS1,也是通過相同的機制(雜交)獲得的。最近的研究認為藏族人通過與古人丹尼索瓦人雜交,獲得了對高原缺氧環境的適應性(Nature. 2014, 512:194)。由此可見,即使在進化生物學中,歷史也可以重演。

  這也許並不奇怪,作為人類最好的朋友,狗採用和人類相似的方法來適應環境。這項研究更加證實了這種觀點:古老的雜交過程,會對生物的環境適應性產生重要影響。

  該項工作得到了科技部和中科院等項目經費的支持。

 

與西藏灰狼的古代雜交,使藏獒適應了高原環境。相似的進化機制也平行地發生在藏族人中。

  藏獒主要生活在中國青藏高原3000至5000米的高寒地帶,以其對高海拔的惡劣氣候條件和艱苦的生活環境的良好適應能力而聞名。藏獒力量強大,動作敏捷矯健。進化生物學家已經找到了一些基因,例如EPAS1,在藏獒對高原環境的適應中發揮了重要作用。然而,還有一個問題有待解決:它們是如何獲得這些適應性基因的?
  中國科學院上海生命科學研究院計算生物學研究所李亦學研究組找到了這個問題的答案,不僅揭示了藏獒高海拔適應性的遺傳起源,而且闡述了一個非常有趣的關於狗和現代人適應新環境的故事。其最新研究發現了明顯遺傳證據,表明當人類第一次到達青藏高原時,馴化的藏獒通過與西藏的灰狼雜交獲得的兩個基因區域,在其適應高原環境過程中發揮了關鍵作用。
  這項題目為Genomic Analysis Reveals Hypoxia Adaptation in the Tibetan Mastiff by Introgression of the Grey Wolf from the Tibetan Plateau 的研究於12月6日在線發表於《分子生物學與進化》(Molecular Biology and Evolution)雜誌上,《科學》(Science)和《基督教科學箴言報》等重要媒體對該項成果進行了報導。
  對狗和狼的全基因組測序為這一研究提供了基礎。李亦學研究組利用生活在不同海拔區域的狗和狼的全基因組數據,對這個問題進行了研究。研究發現,與西藏灰狼相比,藏獒和中國本土狗的親緣關係更近。其次,在藏獒中發現有兩個基因區域,包含了EPAS1和HBB基因,該區域與西藏狼有明顯的雜交信號,而且受到很強的正選擇。同時,在人類中也有著驚人的巧合。藏族人群基因組中的一段相同區域,相同基因EPAS1,也是通過相同的機制(雜交)獲得的。最近的研究認為藏族人通過與古人—丹尼索瓦人雜交,獲得了對高原缺氧環境的適應性(Nature. 2014, 512:194)。由此可見,即使在進化生物學中,歷史也可以重演。
  這也許並不奇怪,作為人類最好的朋友,狗採用和人類相似的方法來適應環境。這項研究更加證實了這種觀點:古老的雜交過程,會對生物的環境適應性產生重要影響。
  該項工作得到了科技部和中科院等項目經費的支持。
 
與西藏灰狼的古代雜交,使藏獒適應了高原環境。相似的進化機制也平行地發生在藏族人中。

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