FLY协会揭示了一系列新发现 一个由科学家组成的国际研究联盟今天宣布，比较了12个相关性很高的果蝇物种的基因组序列，其中有10个首次进行了测序。在国家卫生研究院（NIH）的国家人类基因组研究所（NHGRI）的支持下，这些分析描述了进化如何塑造了这些重要的遗传研究模型生物的基因组，并识别出昆虫基因组中的成千上万个新基因和其他功能元素。低贱的果蝇是遗传研究中最重要的模型生物之一。几乎一个世纪以来的研究中，研究人员使用果蝇发现了遗传的基本规律，并研究了单个细胞——受精卵如何发育成为完整的动物。由于果蝇在实验室环境中很容易使用，它们继续被用作研究发生在许多生物体中，包括人类体内的基础生物过程的模型。尽管果蝇的基因组比人类基因组小25倍，但许多果蝇的基因与人类对应，控制着相同的生物学功能。近年来，果蝇研究已经发现了与疾病、动物发育、种群遗传学、细胞生物学、神经生物学、行为、生理学和进化有关的发现。 在本周的《自然》杂志上发表的一篇论文中，果蝇12基因组联盟介绍了10个物种的基因组序列和初步分析——D. sechellia，D. simulans，D. yakuba，D.erecta，D.ananassae，D.persimilis，D.willistoni，D.mojavensis，D.virilis和D.grimshawi，并将这些新的基因组序列与2000年发表的果蝇Drosophila melanogaster的基因组序列以及2005年发表的D. pseudoobscura进行了比较。这项工作由来自16个国家的100多家机构的数百名科学家共同完成。十个英国的研究所，包括曼彻斯特大学、爱丁堡大学、牛津大学、剑桥大学、欧洲生物信息研究所和威尔康特信托桑格研究所，都参与了这项工作。合著者曼彻斯特大学的Casey Bergman博士说：“现在能够拥有多个密切相关的果蝇基因组是揭示导致动物形态和行为多样性的基因组演化机制的重大机遇。”“先前对于测序不相干的基因组的努力我们能够一个瞥见演变结果，但它们之间的演变时间跨度太大，以至于无法了解演变过程。” 平常人看到一个在过熟香蕉周围飞来飞去的果蝇，看上去基本上和其他的没有什么区别。研究人员发现，乍一看，各种类型的果蝇的基因组似乎相当相似。但更详细的检查显示，果蝇D. melanogaster中大约13700个蛋白编码基因只有77%与其他11个物种共享。 科学家观察到果蝇基因组的不同区域，包括蛋白编码基因和基因家族，以不同的速率在进化。例如，与味觉和嗅觉、解毒和代谢、性与生殖以及免疫和防御相关的基因在果蝇基因组中似乎是演化最快的。 这些发现表明，这些特定的蛋白编码基因可能是由于适应环境变化和性选择而在果蝇基因组中演变的结果。例如，生活在印度洋塞舌尔群岛上的果蝇物种D. sechellia，其种群正失去味觉受体的速度大约是其他通常会遇到更多种类食物的果蝇物种的五倍。 合著者康奈尔大学的Andrew Clark博士说：“我们的分析只涵盖了这十二个物种所能回答的问题中的一小部分。”“今天的发现是未来研究的一个重要起点，旨在了解我们发现的基因组特征的功能以及它们对人类基因组的相关性。” 在一个令人吃惊的发现中，研究人员发现，在果蝇的基因组中似乎不存在产生硒蛋白的基因。硒蛋白负责减少矿物质硒的过量，硒是许多食品中的抗氧化剂。硒蛋白存在于所有动物中，包括人类。果蝇似乎是第一个已知缺乏这些蛋白质的动物。然而，研究人员建议果蝇可能以不同的方式编码硒蛋白，为进一步研究开辟一条新途径。 对于该联盟的工作，NHGRI主任Francis Collins博士说：“这一非凡的科学成就凸显了测序和比较许多密切相关物种（尤其是那些有很大潜力增进我们对基本生物学过程的理解的物种）的价值。”事实上，多亲缘物种的果蝇是非常的独特，这些数据在未来可以在许多不同的方面进行挖掘，可以应用于其他重要的模型系统以及人类。
编辑注意事项：还有40余篇进一步详细分析的配套手稿根本上已经成为Bioinformatics、BioMed Central（BMC）Bioinformatics、 BMC Evolution Biology, BMC Genomics, Genetics, Genome Biology, Genome Research, Journal of Insect Science, Molecular Biology and Evolution, Nature, Nature Genetics, Public Library of Science (PLoS) Genetics, PLoS One, Proceedings of the National Academy of Sciences, and Trends in Genetics 的一部分。例如，由Stark等人在《自然》杂志上发表的一篇论文利用这12种果蝇的基因组发现了数千个新基因和其他功能元素。这项工作将加强对D. melanogaster参考基因组序列中的全部功能元素的寻找。特别是，Stark等人发现了1193个新蛋白编码序列，并质疑了以前在果蝇D. melanogaster基因组序列中报告的414个蛋白编码基因序列。此外，研究人员在12种果蝇基因组中发现了数百个新颖的功能元素，包括：非蛋白编码基因；参与基因转录控制的调节元素；以及介导染色体结构和动态的DNA序列。果蝇基因组序列以及编码在其中的信息细节可以在NHGRI资助的FlyBase项目（哈佛大学、印第安纳大学和剑桥大学的合作项目）和NIH国家生物技术信息中心、欧洲分子生物学实验室核苷酸序列数据库EMBL-Bank以及日本DNA数据银行DDBJ的网站上公开获取。这12种已测序物种的活体质对于研究社区可以通过NSF支持的亚利桑那大学图森果蝇物种库获得。相关论文：果蝇12种基因组 consorium (2007)《果蝇系统发育中基因和基因组的演化》，自然杂志 DOI:10.1038/nature06341 Stark等（2007）《使用演化特征在12种果蝇基因组中发现功能元素》，自然杂志 DOI:10.1038/nature06340 有关更多信息，请联系：Geoff Spencer NHGRI 电话：001 301 402-0911 电子邮件：spencerg@mail.nih.gov 或：Aeron Haworth 媒体官员 曼彻斯特大学 电话：0161 275 8383 手机：07717 881 563 电子邮件：aeron.haworth@manchester.ac.uk
