比較動(dòng)物基因組的研究通常集中在 DNA 序列本身。加州大學(xué)戴維斯分校的研究人員進(jìn)行的一項(xiàng)新研究顯示了染色體的三維支架如何與幾種食肉動(dòng)物相關(guān)，提供了一種“比較支架分型”的新方法，可用于識(shí)別跨物種和地點(diǎn)的相關(guān)基因他們?cè)谏舷挛闹?。這項(xiàng)工作于 2 月 21 日這一周發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》上，還展示了大型基因組集合的力量，例如脊椎動(dòng)物基因組計(jì)劃和地球生物基因組計(jì)劃。
加州大學(xué)戴維斯分校基因組中心和進(jìn)化與生態(tài)系的研究人員 Marco Corbo、Joanna Damas 和 Harris Lewin 教授，以及楊百翰大學(xué)和史密森學(xué)會(huì)的 Madeline Bursell，使用了一種稱為 Hi-C 或染色質(zhì)構(gòu)象捕獲測(cè)序的技術(shù)來鑒定三個(gè)科的 11 種食肉動(dòng)物的染色體區(qū)域的三維形狀。它們是：云豹、豹、虎、獵豹和美洲獅;澳洲野狗、非洲野狗和赤狐;黑熊、北極熊和灰熊。該研究利用了隸屬于地球生物基因組計(jì)劃的脊椎動(dòng)物基因組計(jì)劃的數(shù)據(jù)。
染色體由染色質(zhì)組成，染色質(zhì)包括蛋白質(zhì)和 DNA。染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)是在多個(gè)層次上組織的：DNA 本身可以形成環(huán);這些可以組織成拓?fù)湎嚓P(guān)域;這些域形成隔間;最后，隔室在染色體內(nèi)形成區(qū)域。
保守的染色體結(jié)構(gòu)
這種 Hi-C 分析著眼于染色體區(qū)室水平的排列。它顯示了在細(xì)胞核的三維空間中哪些基因在物理上彼此接近。物理上的接近會(huì)影響基因的開啟或關(guān)閉方式，即使它們?cè)?DNA 序列方面相對(duì)較遠(yuǎn)。
研究小組發(fā)現(xiàn)，對(duì)于直系同源或血統(tǒng)相關(guān)的基因，盡管經(jīng)過 5000 萬年的進(jìn)化和染色體重排，3-D 染色質(zhì)結(jié)構(gòu)在三個(gè)食肉動(dòng)物家族內(nèi)部和三個(gè)家族之間都高度保守。這表明這些基因正在編碼重要的基因組功能。
作者將這種比較染色體中三維結(jié)構(gòu)的方法稱為“比較支架分型”。這種方法可以更容易地識(shí)別動(dòng)植物群中的相關(guān)基因，并將它們置于正確的環(huán)境中。
地球生物基因組計(jì)劃于 2018 年 11 月啟動(dòng)，其目標(biāo)是提供所有 180 萬種已命名的植物、動(dòng)物和真菌以及單細(xì)胞真核生物的完整 DNA 序列目錄。脊椎動(dòng)物基因組計(jì)劃的目標(biāo)是生成所有 66,000 種現(xiàn)存脊椎動(dòng)物物種的近乎無錯(cuò)誤的參考基因組組合，這將使研究基因如何促進(jìn)這些物種的進(jìn)化和生存成為可能。
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