“一枪四鸡”初破鸡基因组奥秘
本报北京12月9日电 (记者李大庆)中国科学院9日在京宣布,国际鸡基因组计划取得重大成果:利用经济、快速、高效的测序方法———“鸟枪法”,我国科学家不仅和国际同行共同绘制出以红原鸡为对象的鸡基因框架图谱,而且领衔绘制出了乌鸡、肉鸡、蛋鸡等四种不同鸡种之间的遗传差异图谱。
今天出版的《自然》杂志以主题科学论文的形式发表了这方面的成果。记者从中科院了解到,中科院北京基因组研究所在国际合作的框架下参与和主持完成的原鸡基因组和家鸡基因组多态性的研究成果便是这个主题科学论文中的一部分。
在鸡基因组计划中,以美国为首、中国等国参与,科学家选择了家鸡的远祖———红原鸡为测序对象,绘制出了鸡基因组的深度框架图,发现其中涵盖10.5亿个核苷酸,与人类基因组对比表明两者的相似度为2.5%。
这一成果的完成对我国农业和生命科学研究具有重大的意义。中国农业大学教授、我国著名的禽类研究专家李宁教授指出,这个计划的完成会对我国鸡的品种的培育产生非常深远的影响。李教授给出一组数据:世界鸡肉产量在过去10年里翻了一番,我国的鸡肉产量为世界第二,我国老百姓的肉食所得中有15%来自鸡肉,过去10几年里我国的鸡蛋产量一直是世界第一,我国鸡蛋的年产量已占到世界总产量的40%。我国是鸡肉产量的大国,但在鸡的优质品种上却是小国。相信鸡基因组计划的完成会使我国在鸡的新品种培育上实现跨越式发展。
此外专家还认为,这个计划的完成对于禽流感的防治也有重要意义。它有助于了解鸡病毒的变异是如何转变和适应哺乳类动物的,这个问题如果搞清楚的话,我们就可以切断这种联系,达到防治禽流感的目的。
科学家何以“一枪四鸡”?
新华社北京12月9日电(记者李斌吴晶晶)短短一两年内,多国科学家“一枪四鸡”绘制出了鸡基因图谱和遗传差异图。从人类基因组到水稻基因组,从老鼠基因组到鸡基因组,专家指出,近年来,基因组研究之所以屡下“城池”,取得一系列进展,不仅和鸟枪法、大规模测序仪等技术上的突破相关,而且和国际合作,以及技术发展导致的基因测序成本下降密切相关。
“全基因组鸟枪法测序”也称“霰弹法”,是大名鼎鼎的美国塞莱拉遗传公司创始人克雷格·文特尔发明的,被誉为20世纪最伟大的生物技术发明之一。“鸟枪法”是将基因组DNA打成小片段进行测序,然后再利用计算机对这些切片进行排序和组装,重新组装成一个完整的基因组。
运用“鸟枪法”,经济、快速、高效地组装高精度全基因组的基因图,是一项技术上的新突破。但用这种方法进行基因测序,最终排序结果的拼接组装不太容易,我国科学家设计出了一种序列组装软件,能有效克服“鸟枪法”全基因组测序组装过程中的困难,从而做出了我国自己的贡献。
国际合作也是“一枪四鸡”的重要成功因素。基因组研究属于大科学工程,必须紧密合作才可能取得更多的进展。在人类基因组计划中,美、英、中等国科学家形成了一支国际合作团队。正是由于国内外科学家的紧密配合,才使由我国科学家领衔的家鸡基因组多态性研究能够顺利开展,并取得了一系列发现。
“国际科技合作是促进大科学发展的必然途径。事实已经证明,国际合作的方法缩短了研究周期,加快了科学突破。”科技部农村与社会发展司副司长贾敬敦说。
我国在基因测序规模化发展中所建立的成本优势,也发挥了关键作用。虽然鸡的基因测序和基因比较研究任务繁重,虽然科研经费极其有限,但由于我国基因测序的生产成本已从最初的每个碱基1美元下降到目前的1分钱人民币,中国科学院基因组研究所的测序量也从每天5万个碱基上升到5000万个,我国基因测序能力的大大提高为同时开展鸡基因组的测序和比较研究创造了条件。
“这样的投入产出比,为今后我国巩固基因组研究的领先地位奠定了基础。”中国科学院基因组研究所副所长于军说,“只要有充足的投入,我们今后可以完成更多模式生物的测序工作,为生命科学发展奠定更为坚实的基础。”
人类可能和野鸡同宗
本报纽约12月8日电(记者王俊鸣)一个国际科研小组今天宣布,他们成功破译了一种野鸡的基因图谱。据此他们推测,人类和鸡有着共同的祖先。这一成果有助于培育优良品种的鸡,认识禽流感传播机理,以及理解人类基因历史。
绘制鸡基因图谱的是国际鸡基因测序联合会。该科研小组发表在英国《自然》杂志上的文章说,他们绘制出了生活在东南亚雨林中的一种名叫“红灌木鸡”的野鸡基因图谱。科学家根据基因测序结果发现,人和鸡均保留着三亿一千万年前就存在的基因信息,正是从那个时候开始,这两个物种开始向不同方向进化。在鸡的活跃基因中,有大约60%%与人类基因相同。科研人员因此推测,人类和鸡可能是同一祖先。
参与基因图谱绘制工作的科研人员表示,野鸡的基因图谱不但有助于培育味道更鲜美、下蛋更大的鸡,还能帮助人们了解禽流感传染特点和人类基因历史。首先,人类和鸡基因相似之处,将有助于揭示禽流感从鸡传染给人类的途径;第二,野鸡的基因图谱可以让科学家得以研究禽鸟的基因差异,从而进一步研究不同种类的鸡和鸟传播疾病方式的不同之处。
目前,科学家们尤其希望能在鸡基因图谱的基础上展开有关禽流感的研究。他们希望找到抗流感病毒的基因,这样就可以培育出具有免疫力的鸡。据悉,有49个国家的科研人员参与了破译并绘制鸡基因图谱的工作。